機械・ロボット業界に革命を起こす：Unity Industryの内部事情とデジタル・ツインの現実

トーマス・ストリグルは、シミュレーションおよびコミッショニング・ソフトウェア・ソリューションの開発・販売において18年以上の経験を持つ。彼は、現代のロボット・機械産業には革新的なソリューションが必要だと認識している。トーマスが2018年にrealvirtual.ioを設立したのはこのためで、複雑なオートメーションシステムの課題を解決するためにゲーム技術を取り入れる機会を追求することを目的としている。この記事では、トーマスが業界におけるUnityの位置づけ、そしてデジタルツインの重要性について考えを語っている。

産業界におけるデジタル・ツインのビジョン

機械・ロボット産業は、デジタルトランスフォーメーションによって急速に進化している。もちろん、部屋の中の象を無視することはできない：「デジタル・ツイン」である。この言葉は、マーケティングキャンペーンや業界会議で飛び交う流行語となっている。このコンセプトは素晴らしい可能性を秘めているが、私は誇大広告を越えて、具体的で現実的なアプリケーションに焦点を当てることが不可欠だと考えている。

デジタル・ツインは、生産や工場のオペレーションを計画、監視、最適化する方法に革命をもたらしている。私のビジョンは、エンジニアリングの初期設計からリアルタイムのオペレーションまで、製造ライフサイクルのあらゆる段階でシームレスに統合することによって、その可能性を完全に実現することである。

このビジョンの中心は、デジタル・ツインをCADシステムや電気・オートメーション設計ソフトウェアなどのエンジニアリング・プランニング・ツールと同期させることである。デジタル・ツインが、これらのツールに変更が生じたときにリアルタイムで更新されるようにすることで、工場は、資産とプロセスの継続的で正確な表現を維持することができる。これにより、設計データと運用データがシームレスに流れるクローズド・ループ・システムが構築され、プランニングと実行のギャップを埋めることができる。

3Dビジュアライゼーションやリアルタイムのヒューマン・マシン・インターフェース（HMI）と組み合わせることで、デジタル・ツインは、オペレーターやエンジニアがライブの生産環境と対話するための直感的な方法を提供します。OPC UA、MQTT、Profinetのような堅牢な産業用通信規格を通じて、これらのツインは実世界のシステムと統合され、進行中のオペレーションを反映した「デジタル・シャドウ」を作成する。

設計、エンジニアリング、生産間のリアルタイムの相乗効果により、工場はワークフローを最適化し、エラーを削減し、変化に迅速に対応することができる。その結果、効率性、敏捷性、革新性を促進する、よりスマートで、より接続された工場環境が実現する。

ロボットと機械におけるリアルタイム・ソリューションの用途

リアルタイム環境は、機械やロボット工学が直面する課題に対する強力なソリューションであり、チームは以下のような幅広いユースケースのアプリケーションを作成することができる：

デザインの検証：高忠実度のシミュレーションを作成し、物理的な生産前に設計をテストする。これによりミスが減り、開発サイクルが短縮され、最終的な成果が向上する。

バーチャル・コミッショニング：エンジニアは、仮想環境で機械制御のロジックをシミュレートし、テストすることができるため、物理的なセットアップ時のコストのかかる遅延やエラーを避けることができる。例えば、実世界のロボットとPLCコントローラーをデジタルモデルに接続することによって。

3Dヒューマン・マシン・インターフェース（HMI）：インタラクティブで直感的なHMIを作成し、オペレータが機械を制御し、理解しやすくします。

ビジョンAIのトレーニング：実世界のカメラフレームをシミュレートし、合成データアノテーションを実行し、特にロボットシステム用のビジョンAIアルゴリズムをトレーニングする。

ステークホルダーとのコミュニケーション：複雑なアイデアを非技術的な利害関係者にも理解できるように、没入感のあるビジュアライゼーションやVR体験を作成する。

realvirtual.ioの位置づけ

realvirtual.ioのような専門ツールは、機械やロボット業界に特化したリアルタイム機能を構築している。アドオン資産として利用可能なrealvirtual.ioは、視覚化を超えたデジタルツインを作成するためのカスタマイズされたツール群を提供する。

これらのツールを使って、ユーザーは以下のことができる：

• 複雑な機械のための運動学を定義する
• 仮想ドライブとセンサーの追加
• 実際のロボットコントローラーやPLCとのインターフェイスによる仮想試運転
• 3D HMIの作成
• 物理的なマシンの挙動を模倣したシミュレーションの実行

デジタル・ツインは、産業用視覚アプリケーションの畳み込みニューラルネットワーク（CNN）のトレーニングにおいても重要な役割を果たしている。シミュレートされた環境で合成された非常に現実的なデータセットを生成することで、AIシステムは、実際の製品や生産が存在する前に、複雑な認識や意思決定のタスクを効率的に学習することができ、実世界の条件下での配備を迅速化し、精度を向上させることができる。

このプロセスを合理化するために、当社の新製品であるAI Builderは、高度なAI対応デジタルツインの作成を簡素化し、Unityのエコシステム内で直接AIのトレーニングをサポートすることで、AIベースの産業用アプリケーションをこれまで以上に簡単に展開できるようにします。

私の意見だ：デジタル・ツインの未来としてのUnity

デジタル・ツインの将来性はエキサイティングだが、私は地に足をつけることが重要だと考えている。派手な用語は話題を呼ぶが、真に価値を高めるのは実用的なアプリケーションである。

私の経験では、Unityのパワーは、デザインの改善、コミュニケーションの強化、委託エラーの削減など、現実の問題に対処するソリューションをチームが作成できるようにする能力にあります。Realvirtual.ioのオープンな開発エコシステムとオープンソースコードを使えば、新しいアイデアやインターフェイス、ユーザーインタラクションを導入するのがとても簡単になります。長いソフトウェア・リリース・サイクルを待つ必要なく、迅速に結果を見ることができる。

Unityが際立っているのは、パワフルでありながらアクセスしやすいからだ。そのリアルタイムレンダリング機能、堅牢なエコシステム、適応性は、機械やロボット工学における現実世界の問題を解決するのに理想的である。Unity Asset Storeや Package Managerを通じて利用できるツールや拡張機能は無限にあり、その多くはもともとゲーム用に作られたものですが、産業用アプリケーションにもシームレスに対応します。

Unity Buildは、クラウドレンダリングを必要とせず、ほとんどすべてのプラットフォームでアプリケーションを構築し、提供することができます。つまり、デジタル・ツインを作成し、それを次のような複数の方法で展開できるのだ：

• 外出先でも使えるMobiliveアプリ。
• Windows、Linux、またはmacOS用のデスクトップアプリケーション。
• Meta Questやその他のVR/ARデバイスで没入体験。
• ブラウザから直接アクセスできるWebGLベースのソリューション。

会話を始めよう

あなたの考えを聞かせてほしい。機械やロボットのプロジェクトでUnityを活用していますか？どのような課題に取り組み、デジタル・ツインはどのように進化していくとお考えですか？このエキサイティングな分野で、他の人たちから学びたいと思っています。

この記事は、Unityとデジタルツイン技術に携わる私の個人的な洞察と経験を反映したものです。本当に重要なこと、つまり、現代における機械の設計、製造、操作方法を変革する結果を出すことに集中しよう。