メカトロ・システム機器の進化には分散処理が欠かせない　――ロボットに学ぶ分散処理の基本概念と課題

　ロボットの分散処理のしくみは，計測制御用ハードウェアのレベルでの分散や，情報処理・運動制御のソフトウェアのレベル，また行動機能レベル，さらには高度な作業レベルに至るまで，さまざまなレベルで検討されています．また，単に均一的に各レベルでのタスクや構造を分割させるだけではなく，タスクの優先順位や，情報処理の抽象度・緊急度・局所・大域性・通信量に応じた階層化構造も提案されています．さらに，最近の開発の取り組みとしては，ロボットの構成パーツとして，機構・センサや計測・制御回路，計測・制御・通信用ソフトウェアを一体化したモジュール化や部品化，複数のモジュール間やロボットどうしを接続するインターフェースの規格化，標準化が進んでいます．なお，制御装置の小型化，省配線化，軽量化など，ロボットの認知・移動・作業の自律化を図る実装上のさまざまな検討もなされています．

　分散処理の付加価値として，ロボット内の配線空間の節約や，耐故障性，拡張・縮小性，保守性などの大幅な改善も期待されています．図3は，制御装置の集中方式と分散方式の簡単な比較を示しています．この図からわかるように，分散方式ではロボットにおける配線が少なくかつ短くなります．これによって，ロボットはコンパクトになり，加えて電気的なノイズの影響も改善できます．

図3　人型ロボットにおける集中制御方式と分散制御方式の比較
右の集中制御方式と比べて，左の分散制御方式では，配線が少ない．しかも1本当たりの長さが短い．