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用語解説【メカトロニクス】

日本システムデザイン株式会社(JSD)

こんにちは！JSDのWeb管理人です😊

弊社のHPで良く読まれている「メカトロニクスの用語解説」をリライトしましたので、ぜひご覧ください！

こちらのページは、、、

ジャン！

👑年間の閲覧数、第４位！のページです。


【▶HPの用語解説：メカトロニクス　ページはこちら】






1. メカトロニクスとは

【Word】メカトロニクス、メカトロと略されることも
【英語】mechatronics

“メカトロニクス”という言葉、あなたは耳にしたことはありますか？

メカトロニクスとは、“メカニクス（機械技術）”と“エレクトロニクス（電子技術）”を合わせた言葉です。

「機械を電子回路によって制御する」ことを意味します。


メカニクス　＋　エレクトロニクス　＝　＜メカトロニクス＞


言葉の成り立ちは上記のように２分野ですが。
実際には、「機械工学」・「電気工学」・「電子工学」・「情報工学」などの分野を融合することで、より高性能なものづくりを実現する技術、ということのようです！



分野の融合で、より高性能なものづくり




メカトロニクス　【４つの基本要素】



へぇ！メカトロニクスって何とな～く聞いたことがある言葉だけど、
「メカニクス」と「エレクトロニクス」を合体させた言葉だったんだね！

メカトロニクス技術により、これらが実現するんだそうよ！

  • より賢く（高精度に）

  • より信頼性高く

  • より小型・軽量に

  • より安価に

うーん、抽象的だからちょっと難しいわね。。。
次からもう少し詳しく解説するから最後まで読んでみてくださいね。




2. どうやって出来た言葉？（背景）

それでは、どのようにして「メカトロニクス」という言葉が出来たのでしょうか？

気になりますよね。

実は、最初にこの用語を作ったのは、株式会社安川電機（創業1915年）さんなんだそうです。

当時の「機械制御」に「電子技術を応用」したのが始まりで、それが世界共通の言葉として広く使われるようになったとのことです。



◆◆◆　「メカトロニクス」　どのように広がった？　◆◆◆


機械製品に複雑な動作をさせるには、
リンク機構やカム・歯車など
多くの機構部品を組み合わせる必要があった。
このような製品は、大型・高価になりやすく、
複雑で組み立てにくいものとなっていた。

▼　▼　▼

株式会社安川電機が
機械の制御に電子技術を応用しようと
商標化※　（1960年代後半）。
※世間で使われはじめた為、現在は登録商標は破棄

▼　▼　▼


世界共通で使われる言葉に。
機械産業とされていた分野でも、
メカトロニクス化が進む。



え！すごい！
日本で作られた言葉で、それが世界中に広まったなんて知らなかったわ！


安川電機さんと言えば、
産業用ロボットで世界シェア「第4位」なんだって！（2019年執筆時）
売上ランキングでは、世界第２位✨
※2021年~2022年　参考：https://smart-factory.funaisoken.co.jp/231020-2/#i

日本システムデザインのピッキング装置では、ロボットアームで利用させてもらってるよ。



3. メカトロニクス製品は身近？

3-1　まわりにあふれる、メカトロ製品


それでは “ メカトロニクス製品 ” といえるものは何があるのでしょうか？

具体的に例を挙げてみますと、このようなものがあります。

◎工場設備ロボット
◎自動車
◎コンピューター周辺機器（ハードディスク、プリンタ）
◎CDプレイヤー

メカトロニクス製品の一例


これらを見てみると、私たちの生活においてとても「身近なもの」なんだなぁ、と感じますよね。

実は「メカトロニクス」の定義は曖昧です。
そのためハッキリとした線引きは難しいのですが、本当に沢山の分野でメカトロ技術がなければ存在しなかったものは沢山あると言えるのです。



3-2　AIやIoTとの融合！高機能の実現

近年は、モノがネットにつながることで情報を活用することができたり（IoT：モノのインターネット）、機械学習によってロボットが自律的に判断できたり（AI：人口知能）、応用が進んでいます。

例えば、少し先の体感温度を予測して快適な室温にしてくれる「高機能なエアコン」をイメージすると分かりやすいですよね。


AI搭載のエアコン イメージ



なるほどねぇ！
他にも身の回りに、メカトロ製品＋AIにあたるモノがないか探してみるのも面白いね。

AIやIoTと融合することで、今までは生産ラインなどの自動化「だけ」だったけれど、これからはロボットと一緒に働くという共生（共存）が考えられているわ。

これは、マイクロマウスの発展型である【つくばチャレンジ（茨城県つくば市で開催）】の目的と一致するわね！！


つくばチャレンジもロボットとの共生を目指す（写真は2009年）




4. メカトロニクスとJSD

4-1　メカトロニクスの目的

では、「メカトロニクス」の目指すところは！？
・
・
・
こちらです！


▼　▼　▼

　（別々の分野を融合することで）【課題を解決すること】。


実際には、、、


何かを
◎センス（検出・測定）して → ◎制御する →◎（分析する）

ということになります。


メカトロニクスの目的イメージ
メカトロニクスの目的イメージ


メカトロニクス化により、

  • 人件費の削減

  • 人手不足を補う

など少子高齢化が進む日本での人手不足課題を少しでも軽くするのにも役立ちますよね。

これは、まさに今まで日本システムデザイン(株)がやってきたことと「同じ」です。

“ 計測→制御（→分析）”によって、現場の「問題・困りごと」を解決するという目的が一緒、ということなんですね！



具体的に言いますと、、、
例えば

◎バラ積みワークの【ピッキング装置】を使って、
　重労働であった人の負担を減らす

◎【丸太の径級計測システム】を使って、検査ミスの防止、スピードアップ、省人化を図る

◎【高精度3次元画像処理】で、複雑な形状も認識し自動化・省人化を図る

などです！



▲日本システムデザインのメカトロニクスで、問題・困りごとを解決




4-2　全体で考える大切さ

さて、目的が分かったところで。
メカトロニクスで　“ 大切なこと ”　って何でしょう？

それは
・
・
・
【全体を理解すること】、なんだそうです！


メカ屋、ソフト屋、エレキ屋などと呼ばれる各分野に特化した専門がありますが、


★必要な機能
★リアルタイム性
★高い信頼性
★コスト
★設計のしやすさ
★保守性

のような要因を考える場合、

１つの分野を知っているだけでは難しく、全体で考えることが大切なんだそうです。

そしてメカトロニクスエンジニアには、これが求められるそうです。

弊社は、まさにソフト・ハード・メカすべてをまるっとまとめて考えるのが得意！

組み込みシステム（≒メカトロ製品）全体を、俯瞰的に考えることができるから


  • 「コンパクトな基板を実現」できたり

  • 「より良い発想でモノを作る」ことができたり

  • 「効率」があがったり（→ 結果コスト削減につながる）

することができるんですね😊




JSDが得意とする
ロボット分野は、まさにメカトロ。



なるほど！
日本システムデザイン(株)が30年以上携わってきた開発は、まさに「メカトロニクス製品」だったのね！

全体で設計できるから・・・

基板をコンパクトに出来たり、
市販のものをつなぎ合わせて作るより
結果としてコストダウンにつながったり、
実用化出来なったことがオーダーメイドだからこそ実現できたり、
という所がお客様に喜ばれているんだよ！



※この記事は、2019年に執筆したものを加筆修正した記事になります。



［参考文献］
■「ロボットが家にやってきたら・・・人間とAIの未来」著者：遠藤　薫　2018年2月20日発行 / 岩波書店

■「人工知能は的か味方か」著者：ジョン・マルコフ　2016年6月21日発行 / 日経BP社

■「人工知能とは」著者：松尾　豊　2016年5月31日初版発行　監修：人工知能学会 / 株式会社 近代科学社

■「人工知能と社会　2025年の未来予想」著者：栗原　聡・長井　隆行・小泉　憲裕・内海　彰・坂本　真樹・久野　美和子　2018年2月15日第１版発行　監修：AIX（人工知能先端研究センター） / 株式会社 オーム社

■「人工知能の哲学　生命から紐解く知能の謎」著者：松田　雄馬　2017年4月30日発行 / 東海大学出版部

■「人工知能入門」著者：小高　知宏　2015年9月15日初版発行 / 共立出版株式会社

■「AIが変えるクルマの未来　自動車産業への警鐘と期待」著者：中村　吉明　2017年12月14日初版発行 / NTT出版株式会社

■「初めてのディープラーニング」著者：武井宏将　2017年1月19日　第１版第５刷発行 / 株式会社リックテレコム

■「ゼロから作るDeep Learning　Pythonで学ぶディープラーニングの理論と実装」著者：斎藤康毅　2017年2月13日　初版第8刷発行 / 日経印刷株式会社

■「ニューラルネットワーク」著者：吉冨康成　2002年7月10日　初版第1刷発行 / 株式会社朝倉書店

■「IoT 最強の指南書」著者：吉田　琢也　2018年5月21日発行 / 日経BP社

■「IoTの基本・仕組み・重要事項が全部わかる教科書」著者：八子　知礼　2017年11月1日発行 / SBクリエイティブ株式会社

■「IoT、AI、RPAで変わるモノづくり　イラスト図解　スマート工場のしくみ」編著者：川上　正伸、新堀　克美、竹内　芳久、　2017年11月1日発行 / 株式会社日本実業出版社

■「トコトンやさしいIoTの本」著者：山崎　弘郎（さまさき・ひろお）、　2018年8月30日初版発行 / 日刊工業新聞社

■「ロボットシステム入門-メカニズムから制御、システムまで-（改訂２版）」著者：松日楽信人、大明準治　平成22年7月15日　改訂2版発行

■「RoboDesigner　ロボット製作入門　自律型ロボットの作り方」著者：黒木啓之　2006年2月10日発行

［参考サイト］
■安川電機 ＞ テクノロジー ＞ 技術物語

■ニューテクノロジー振興財団　＞マイクロマウス

■つくばチャレンジ公式サイト



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