［出版日］

2025年11月26日

［ページ数］

A4判／約600ページ
（※　バインダー製本とPDF版では編集上の違いによりページ数が若干異なります。）

［発行］

監修・発行：　一般社団法人 次世代社会システム研究開発機構

【コーポレートセットのご案内】

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【内容編成（目次）】

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　　［レポート内容］

■概要■

■　キーメッセージ

▼本白書は、エッジAIとロボティクスの融合が生み出す産業革新の全貌を、市場動向から実装技術、業界別応用まで体系的に解明した包括的レポートである。2024年に87億〜207.8億米ドル規模と推計されるエッジAI市場は、2030年までに年率20〜30％超の高成長を継続し、製造・物流・ヘルスケアにおける現場自律化の実現が主要な牽引力となる。

▼エッジAIロボティクスの核心は、クラウド依存を脱却し、リアルタイム性・自律性・運用コスト最適化を同時達成する「三層分担アーキテクチャ」にある。エッジ側で安全制御と一次推論を完結し、MEC/ローカル層でフリート協調・地図共有・タスク割当を担当、クラウド層は学習・解析・長周期最適に専念する。この構成により、p95/99レイテンシと低ジッタ、帯域最小化、データ主権、フェイルセーフの両立が可能となり、加工精度や人混在環境の安全余裕が安定する。

▼2025年はヒューマノイドロボットの実装本格化とエージェンティックMLOpsの成熟が重なる分水嶺である。NVIDIA GR00T/Isaac/Omniverse/Blackwellを中核とした「クラウド→ロボット縦統合」と、Latent AIなどのエージェント型MLOpsによる「モデル→ハードの自動マッピング」が、配備リードタイムを週単位から時間単位へ短縮し、技能ギャップ解消と運用スケール性を同時に実現する。

▼市場成長のドライバーは、IoTエッジ側での即時推論需要、5G/ローカル5Gの普及、専用プロセッサ進化、そして製造・ヘルスケア・自動車における現場自律化の要件である。ロボティクス領域では、AMR(自律移動ロボット)やコボット(協働ロボット)の普及、ライン柔軟化、小ロット対応、予知保全、エネルギー最適化の実現性が投資対効果を裏付ける要件となっている。

▼技術面では、省電力推論(INT4/スパース/演算子最適化)、マルチモーダルHRI(視覚・音声・言語の融合)、ドリフト/自己修復(配備後KPIの常時監視と自動再学習)が三本柱となる。実装では、量子化・蒸留・プルーニング・スパース演算・ハード指向コンパイルを自動化したCI/CDパイプライン、セキュアOTA(署名・暗号化・二重パーティション・段階配布)、そしてゼロトラスト原則に基づくデバイスID・相互認証・最小権限・鍵管理の徹底が標準装備となる。

▼センサー技術では、AI統合センサーシステム、スマート力覚センサー、AI画像センサー、学習型温度センサー、予測型振動センサーなど、エッジでのリアルタイム解析と自動校正を備えた次世代デバイスが、製造現場の品質保証と予知保全を支える基盤となる。マルチモーダルセンサー融合により、視覚・触覚・振動・温度の統合解析が100ms未満の応答時間で実現し、動的環境における即座の適応を可能にする。

▼業界別応用では、製造業においてAMR・ビジョン検査・柔軟生産の三位一体導入、物流における倉庫自動化でのオンデバイス推論による混在環境の安全性確保、ヘルスケア・サービスにおけるHRI(音声・視線・ジェスチャ)とエッジ推論の組み合わせによる介助タスクのリアルタイム性担保が進展している。建設・インフラ分野では、自動化施工・点検ドローン・構造監視AIが、人手不足と安全性向上の両立を実現する。スマート農業では、ドローン農薬散布・自動収穫ロボット・AI作物診断が、精密農業と持続可能性を推進する。

▼経済性とROI設計では、直接効果(タクト短縮、不良低減、停止時間削減)により1〜3年レンジでの投資回収が可能な事例が増加し、間接効果(教育期間短縮、保守・セキュリティ負荷低減、電力最適化)が累積効果として効く。KPI設計は、安全KPI(ヒヤリハット検出率、緊急停止復帰時間)を優先し、次に生産性KPI(タクト・稼働率・不良率)のボトルネック工程から効果を定量化、スケール局面では運用自動化度(自動配布率、無停止更新率、無人復旧率)が経済性の決定因子となる。

▼政策・社会要因では、高齢化と人手不足(特に東アジア・欧州)が現場自動化需要を継続的に拡大し、ESG/データ主権の観点からデータローカリティと省エネの両立が評価され、分散AIへの投資が支持されやすい環境にある。規制・標準化では、産業安全規格(ISO/ATEX)、電波・個人情報保護、SBOM/署名検証、DoD準拠のガバナンスが、グローバル大手の選定評価軸に浮上している。

▼2025–2028のシナリオでは、強気シナリオにおいてヒューマノイドのライン常設が複数業種で進み、NVIDIA縦統合+エージェント型MLOpsがデファクト化、中位シナリオではAMR/コボット中心の拡張とヒューマノイドの限定タスク常設、慎重シナリオでもセキュリティ/サプライチェーン/人材の制約下で欧州製造の品質・保全領域は底堅く進むと予測される。

■　利用シーン（例）

▼製造業における品質保証と柔軟生産
AMR・ビジョン検査・コボットの三位一体導入により、プライベート5G+MECでフリート協調・スケジューリングを実現し、多品種少量生産への対応と品質安定化を両立する。AI画像センサーによる0.1mm級の外観検査、予測型振動センサーによる設備異常の早期検知、学習型温度センサーによる加工プロセスの最適化が、不良率低減と稼働率向上に直結する。

▼物流・倉庫における自律搬送と在庫管理
ミリ秒級のローカル推論で人混在環境の安全余裕を確保し、ローカルの地図・優先度共有でピーク負荷に耐える運用を実現する。夜間棚卸自動化(AMR+ドローン連携)、動的経路最適化、充電スケジューリング自動化により、24時間稼働と人的作業の代替を推進する。フリート管理システム(FMS)による中央制御で、数百台規模のロボット群を統合運用する。

▼建設・インフラにおける自動化施工と点検

自動化施工ロボット、点検ドローン、構造監視AIが、人手不足と安全性向上を同時達成する。エッジAIによる現場即時判断で、危険区域への人員投入を最小化し、3D深度センシングと空間認識により、複雑な現場環境でのロバストな作業実行を実現する。CIM/BIM連携により、設計→施工→保全の一貫データ活用が進む。

▼スマート農業における精密作業と予測栽培
ドローン農薬散布・センシング、自動収穫ロボット、AI作物診断・予測システムが、精密農業と持続可能性を推進する。マルチスペクトル画像解析による生育状態の早期把握、気象・土壌データ統合による収穫予測、ロボット収穫による労働力不足解消が、農業経営の安定化に寄与する。

▼ヘルスケア・サービスにおけるHRIと介助
SLM(小型言語モデル)併用のマルチモーダル理解で案内・点検タスクを柔軟化し、現場データを用いたスキルアップデートを夜間バッチで適用する。視線・ジェスチャー・音声の統合認識により、患者・利用者の意図を即座に理解し、介助・配膳・移動支援をリアルタイムで実行する。人間型インタラクション機能が、高齢者や障がい者の受容性を高める。

▼都市配送・屋外における自律移動
ROS2ベースのSLAM・経路計画をエッジで処理し、顧客認証/UIとフリート監視はクラウド最小限で運用する。シミュレーション→クローズドサイト→本番の三段試験で安全域を担保し、都市環境の複雑な交通状況・歩行者・天候変化に対応する。

▼工場間/多階移動における連続稼働

天井設置の5G小型セルで連続接続を確保し、金属筐体のエレベータ内でも切断なく移動する。エッジでローカル制御、クラウドは履歴解析に限定し、複数フロア・複数建屋にわたる生産ラインの統合運用を実現する。

▼テレオペレーション・自然言語指示統合

遠隔地からの自然言語指示でロボットタスクを柔軟に変更し、現場の専門知識をリモートで活用する。VLA(Vision-Language-Action)モデルにより、ゼロショット的な作業指示が可能となり、現場オペレーターの教育期間短縮と運用柔軟性の向上を実現する。

■　アクションプラン/提言骨子

1. 三層分担アーキテクチャの徹底設計
2. エージェンティックMLOpsの標準採用
3. Sim-to-Real検証の体系化
4. KPI/SLO雛形の策定と常時監視
5. セキュアOTAとゼロトラスト原則の徹底
6. プライベート5G+MEC基盤の整備
7. 現場適合(現場同化)プロセスの定型化
8. 業界別テンプレートの活用と横展開
9. バリューチェーン横断の連携強化
10. リスク管理と長期サポート体制の整備
11. 人材育成とエコシステム参画
12. 2025–2028シナリオ別の戦略立案

■　読了後のゴール

本白書を通じて、読者は以下の成果を獲得できる。

1.市場全体像の把握: エッジAI×ロボティクス市場の規模・成長率・ドライバー・セグメント別動向を定量的・定性的に理解し、投資・事業判断の基礎とする。

2.技術体系の理解: 三層分担アーキテクチャ、エージェンティックMLOps、Sim-to-Real検証、セキュアOTA、マルチモーダルセンサー融合など、実装に不可欠な技術体系を習得する。

3.競合分析の実施能力: 半導体/ランタイム/MLOps/OEM/通信の5階層別に主要プレイヤーのポジショニング、差別化要素、連携戦略を分析し、自社または投資先の競争優位構築に活用する。

4.業界別応用シナリオの具体化: 製造・物流・建設・農業・ヘルスケア各業界における導入形態、成功パターン、ROI設計、KPI体系を理解し、自社プロジェクトへの適用可能性を評価する。

5.導入ロードマップの策定: 要件定義、PoC、最適化CI/CD構築、段階配布、KPI監視、横展開までの12か月標準ロードマップを参照し、自社導入計画の工程設計と資源配分を最適化する。

6.リスク管理体制の構築: モデル劣化、サプライチェーン、規制適合、セキュリティ、運用スケール性に関するリスク要因を認識し、予防策・緩和策を事前に組み込んだ実装設計を行う。

7.ベンダ選定基準の確立: 技術KPI(レイテンシ、精度、省電力)、運用KPI(配備時間、無停止更新率、ロールバック成功率)、ガバナンス(SBOM、DoD準拠)、エコシステム連携の4軸でベンダを評価する体系を獲得する。

8.2025–2028シナリオへの戦略対応: 強気・中位・慎重の3シナリオ別に、投資優先順位、技術スタック選定、人材育成、提携戦略を立案し、環境変化に応じた柔軟な戦略実行を可能にする。

9.エコシステム連携の促進: NVIDIA縦統合、エージェント型MLOps、プライベート5G+MEC、産業システム連携(MES/SCADA/ERP)など、複数階層にわたるバリューチェーン連携の重要性を認識し、戦略的提携を推進する。

10.継続的学習とアップデート体制の整備: エッジAIロボティクス領域の急速な技術進化・標準化・規制変化に対応するため、本白書を基礎知識としつつ、定期的な情報アップデートと組織内知見共有の体制を構築する。


［以上］