機械学習をもっと身近に。センサとソフトウェアのコラボレーション
生成AIなどのアプリケーションの普及に伴い、「機械学習*1」の需要が急増しています。通常、機械学習の実装には、これまで高度なソフトウェアと複雑なアルゴリズムを使用して大量のデータを処理する必要があります。TDKは、さまざまなセンサデータに機械学習を効率的に適用できる、シンプルなソフトウェア・ソリューションを提供しています。このソリューションは、製造業におけるイノベーションを大幅に加速し、エッジAI*2やインダストリ4.0など急速に進化する分野へも拡大される可能性を秘めています。
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自動仕分けロボットはどうやって容器を正確に分別するのか
Doosan RoboticsとTDK SensEIは、ビン、缶、紙コップなどさまざまな容器を正確に認識し、仕分けできるAI搭載ロボットを共同開発しました。CES2024イノベーションアワードの人工知能カテゴリーで表彰されたこのロボットは、ソフトウェアに組み込まれたエッジAIを使用して、異なるタイプの容器を識別します。ロボットは電流とトルクセンサのデータをリアルタイムで処理することで、物体を認識し、正確な分別を可能にしています。学習済みのエッジAIモデルはこれらの特徴を活用することで、各容器を正しく仕分けることができるのです。
Doosan RoboticsとTDKが開発したAI仕分けロボット（動画）
ますます広がる機械学習の可能性
膨大なデータからパターンを識別するようにコンピュータを訓練する機械学習は、医療、製造業、金融サービスなど幅広い分野で応用されています。現在話題の「生成AI」も、機械学習を活用したテクノロジーです。モノのインターネット（IoT）の継続的な成長に伴い、機械学習はセンサによって集められたデータを活用するための重要なツールとなっています。
機械学習は、主に3つのタイプに分類されます。
●強化学習：膨大なデータを取り込み、試行錯誤を通じて最適な行動を学習する方法。
●教師あり学習：入力データと正解例を用意して、新しいデータに対する予測を行う方法。
●教師なし学習：ラベル付けされていないデータから、自動的にパターンや構造を見つけ出す方法。
使用する方法は、データの性質や目的によって異なります。しかし、機械学習には、大規模なデータセットのパターンを分析するための高度で複雑なソフトウェアが必要となり、その実装には時間とコストがかかるという課題があります。
機械学習のカテゴリー
機械学習の実装を簡単にするソフトウェア
TDK SensEIの「AutoML」は、複雑な機械学習システムの実装をすべてのユーザーにとって簡単にするよう設計されたソフトウェアプラットフォームです。ユーザーは直感的なWebベースのインターフェースを通じて、データ収集、前処理、学習など、機械学習モデルの構築に必要な一連の作業を簡単に行うことができます。TDKの幅広いセンサ製品と組み合わせることで、AutoMLはモーションセンサと機械学習を組み合わせた、機械の動作トラブルを未然に検知する（CbM=Condition based Monitoring）のためのソリューションを提案します。これにより、産業機器の異常を検出し、重大な故障が発生する前に保全を行うことができます。
一般的なAutoML CbMシステムでは、モーションセンサがモーターやその他の機械部品の動作状態を継続的に追跡し、AutoMLがセンサデータをリアルタイムで処理します。正常な動作パターンと異なる挙動が検出されると、AutoMLはこれらの異常を警告し、故障の早期予測を可能にします。これにより、より正確なメンテナンスのスケジューリングが可能となり、故障を発生前に防止することができます。このソリューションでは、故障が発生してから対処する従来のメンテナンスと比較して、機械の稼働率を大幅に改善できます。
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エッジAIによるモーターモニタリングのデモ
高度なデータ活用の可能性が広がることで、この技術は製造業、交通インフラ、ビルメンテナンス、医療、エネルギー、農業、物流、自動車、小売、スマートシティなど、幅広い産業分野に展開されることが期待されています。効率の向上、予測能力の強化、イノベーションの推進により、数多くの分野で業務を変革すると予想されます。
エッジAIの活用分野の拡大
TDK SensEIの設立とソフトウェア・ソリューションの提供
2024年7月、TDKはエッジAIとセンサフュージョンの分野での革新的なソリューションを提供するために、新会社「TDK SensEI」を設立しました。新会社の名称は「Sensor Edge Intelligence」に由来しており、機械の動作や製造プロセスの最適化を実現する「インダストリ4.0」ソリューション分野に注力します。
TDK SensEIは、TDKの持つ豊富な製品ソリューション（センサ、電池、受動部品など）の技術と、ソフトウェア・ソリューションを統合したプラットフォームを通じて、製造業、重工業、再生可能エネルギー市場を主なターゲットに革新的なソリューションを生み出すことを目指しています。TDKは機械学習の技術をより身近で使いやすいものにし、産業界全体のDX（デジタルトランスフォーメーション）を加速させることを目指しています。
今後、TDK SensEIが提供する革新的なソリューションにより、多くの企業がより効率的で持続可能な生産プロセスを実現し、インダストリ4.0の時代をリードしていくことが期待されています。
用語解説
- 機械学習：特定のアルゴリズムと統計モデルを用いてコンピュータが自動的にデータから学習する技術のこと。大量のデータからパターンを抽出して、その結果をもとに予測や決定を行うことが可能となる。
- エッジAI：ネットワーク上の末端（エッジ）で動作するエッジデバイス上で、AIアルゴリズムを実行し、データの収集、処理、解析を行う技術。
