近年、技術の進歩は目覚ましく、その一端として「マシンビジョン」が注目を浴びています。

これはいうなればAIの視覚で、コンピュータが人間のように視覚情報を理解する技術のことを指します。カメラやセンサーを使って、物体を認識したり、位置を特定したりします。

工場での製品検査は一例です。人間の目では見逃しがちな微細な欠陥も、マシンビジョンならば確実に検出できます。また、自動運転車では、周囲の状況を把握し、適切な行動をとるためにマシンビジョンが使われています。

マシンビジョンは私たちの生活やビジネスに多大な影響を与えています。しかし、その一方で、プライバシー侵害の問題も生じています。技術の進歩とともに、その利用方法についても考える必要があるのです。

今回は、その魅力と可能性について考えてみましょう。

マシンビジョンとは何か？

マシンビジョンとは、カメラやセンサーなどを使って、写真や動画を見て、人間の目のように物事を判断したり、動きを制御したりする技術のことを言います。産業用機器が「視覚」を持つことで、製品の品質向上、コスト削減、業務の最適化を実現するものです。

工場での品質チェックや、自動車の自動運転、顔を認識する技術など、いろんなところで使われています。作るためには、画像を処理する技術や、コンピュータが物事を視覚的に理解する技術、人工知能など、いろんな技術が必要になります。

視覚と分析

マシンビジョンは、カメラやセンサーを用いて物体を観察し、その情報を解析します。これらのデータは、人間の目では見逃すかもしれない微細な違いまでも捉えることが可能です。例えば、製品製造の場面では、不具合の早期発見に寄与し、品質向上をもたらします。

その処理の流れは、まずカメラが対象を撮影し、得られた画像データは解析ソフトウェアに送られます。マシンビジョンソフトウェアは、画像内の特徴やパターンを認識し、それらを解析します。その結果を基に、次のアクションを決定するのです。

業務最適化へのアプローチのひとつ

マシンビジョンの解析結果は、具体的な行動に繋がります。これは、機器が自身の「行動」を自動化することで、業務の最適化を図るものです。例えば、製品の良否を判断し、良品と不良品を分ける作業などがあります。これにより、人間が行っていた作業を機器が自動で行うことで、時間の削減や作業ミスの防止につながります。

また、データをリアルタイムで分析することも可能です。これにより、機器は状況に応じて適切な行動をとることが可能となり、より高度な業務最適化が期待できます。視覚、分析、行動の一連の流れを通じて、ビジネスの現場で新たな価値を生み出すといえるでしょう。

マシンビジョンの三つのポイント

マシンビジョンの理解を深めるための三つのポイントをご紹介します。それぞれ「タスク」、「構成要素」、「プロセス」について詳しく見ていきましょう。これらを理解することで、マシンビジョンの役割や機能、そしてその可能性をより深く理解することができるはずです。

タスク

マシンビジョンは、人間が行ってきた目視検査を自動化する役割を果たします。具体的には、製品の読み取り、調査、見分ける、測るといったタスクがあります。例えば、製造ライン上での製品の品質検査や、バーコードの読み取りなどがこれに該当します。これらのタスクは、人間の目では見逃すことがある微細な欠陥も、マシンビジョンならば確実に検出することが可能です。

構成要素

マシンビジョンシステムは、カメラ、フレームグラバー、照明、マシンビジョンソフトウェアなどから成り立っています。カメラは物体を撮影し、その画像をデジタルデータとしてフレームグラバーに送ります。照明は物体を明るく照らし、カメラが鮮明な画像を撮影できるようにします。そして、マシンビジョンソフトウェアは、これらのデータを解析し、必要な情報を抽出します。

プロセス

マシンビジョンのプロセスは、大まかには「撮影」、「解析」、「行動」の三つのステップから成り立っています。まず、カメラが物体を撮影します。次に、マシンビジョンソフトウェアが画像を解析し、必要な情報を抽出します。最後に、その情報に基づいてシステムが適切な行動をとります。この一連の流れが、マシンビジョンの基本的なプロセスです。

マシンビジョンの現在と未来

マシンビジョンという技術は、今や多くの場所で活躍しています。そして、その技術は日々進化し、その可能性は無限大と言えるでしょう。ここでは、マシンビジョンがどのように使われているのか、そしてこれからどのように発展していくのかについて、詳しく見ていきましょう。

現在の活用状況

マシンビジョンは、画像を解析することで、自動で検査や認識を行う技術です。この技術のおかげで、企業は品質を向上させたり、生産性を上げたり、コストを削減したりと、さまざまな利点を享受しています。その結果、マシンビジョンの市場は急速に拡大しており、2020年にはなんと107億米ドルに達しました。そして、その成長は止まることなく、2021年から2026年の間には年平均7.7%の成長が見込まれています。

将来的な展望

マシンビジョンの可能性は、技術が進化することでさらに広がりを見せています。特に注目すべきは、「AI関連のソフトウェアとハードウェア」、「ロボット向けの2D/3Dビジョン」、「ハイパースペクトルカメラ」の3つの領域です。

AI関連のソフトウェアとハードウェアは、2017年の2億円から2019年には22億円へと急激に成長し、2023年にはさらに9.5倍になると予想されています。これは、AIが画像を解析する技術が進化し、開発者が使いやすい環境が整ってきたからです。

次に、ロボット向けの2D/3Dビジョンですが、これは2023年には53億円の市場になると見込まれています。特に、ロボットのアームなどに取り付けられる小型のカメラが求められており、3Dの物体認識や形状認識が可能なカメラの需要が高まっています。

最後に、ハイパースペクトルカメラですが、これは広い波長域の光を高い解像度で撮影するカメラで、物質の種類や量を正確に測定することができます。この技術は、産業界での利用が進んでおり、2023年には19億円の市場になると予想されています。まだ規模は小さいですが、1.7倍の成長が見込まれています。

技術進歩と産業界への影響

マシンビジョンの技術進歩は、産業界にも影響を与えています。

例えば、AIチップを搭載したセンサーの開発が進み、高速な画像処理が可能になったことで、製造業での装置や外観検査などの画像処理システム市場が拡大しています。画像ボードについては、高速画像処理対応や伝送距離の拡大ニーズにより、双方を備えたフレームグラバーであるCoaXPressシリーズの採用拡大により、この流れは継続すると言われています。

これらの技術進歩は、製造業で使用される各種装置や外観検査などを主なターゲットとした画像処理システム市場の範囲を超え、さまざまな市場やサービスでの利用も期待できます。マシンビジョンの可能性は、これまで以上に広がりを見せているといえるのではないでしょうか。

おわりに

マシンビジョンは、私たちの生活や働き方を大きく変える力を持っています。製造業から医療、自動運転まで、さまざまな分野でその力を発揮しているのです。

現在は、品質向上や生産性の向上など、企業にとって大きなメリットをもたらしています。そして、その市場は今後も拡大し続けると予想されています。これは、技術の進歩とともに、マシンビジョンがさらに多くの可能性を秘めている証拠です。

しかし、その一方で進歩は新たな課題も生み出しています。例えば、プライバシーの保護や倫理的な問題など、社会全体で考えるべき問題です。これらの問題に対する解決策を見つけることも、未来を考える上で重要な課題となります。

私たちが未来を描く上で欠かせない技術の可能性を最大限に引き出すためには、技術の理解とともに、その活用方法を考えることが重要です。これからも動向に注目していきましょう。