日立製作所と日立ハイテクが、製造設備・検査装置・産業ロボット・物流機器・ビル・エネルギー設備など幅広い産業用プロダクトに搭載可能なエッジAI半導体を開発しました。従来は専用サーバーが必要だった高度なAI処理を、現場の装置内で直接実行できる段階に入ったと発表しています。
エッジAI半導体とは何か
エッジAI半導体とは、ネットワークの端末機器（エッジデバイス）に直接搭載し、装置内でAI推論を実行するための半導体チップです。今回開発された半導体は高速処理と省電力を特長とし、画像・音・振動など多様な現場データを装置内でリアルタイムに解析できます。実機データを用いた評価では、最先端GPUと比較して10倍以上高い電力効率で処理を実行できることと、装置内で使用可能な電力範囲での安定動作が確認されています。
なぜ今、エッジAIが必要なのか
製造現場や物流、ビル・エネルギーなどの産業現場では、装置データをリアルタイムに解析して品質安定化や生産性向上につなげることが求められています。しかし従来のエッジAIシステムでは、消費電力や設置スペース、複数センサーデータを扱う際の処理負荷がボトルネックとなり、本格展開が難しい場面がありました。今回の開発により、これらの制約を克服する見通しが得られたとしています。
軽量AIモデルで装置への組み込みを実現
技術面の特長として、産業用プロダクトへの組み込みを前提とした「エッジ向け軽量AIモデル」が挙げられます。画像の微細な違いを捉えるCNN（畳み込みニューラルネットワーク）と、全体の傾向を理解するTransformerを組み合わせることで、装置内実装に必要な軽量性と、検査・監視などの産業用途で求められる高い推論精度を両立しています。特定機種に依存しない設計とされており、検査・計測装置や産業機械での実装・評価を進めながらユースケースを広げていく方針です。
半導体検査分野での成果
代表的な適用例として、半導体検査・計測分野での検証結果が報告されています。従来は多枚数の画像を重ねて行っていた高精度計測処理を、1枚の画像に対するAI処理で置き換えられる可能性が確認されました。これにより撮像回数を減らしながら必要な精度を確保できる見通しが得られ、インライン検査・計測の高速化と装置負荷低減につながることが示されています。同様のアプローチを部品外観検査や設備状態監視など他分野にも順次展開するとしています。
「HMAX Industry」のコア技術として横断展開へ
今回開発したエッジAI半導体は、日立の産業分野向け次世代ソリューション群「HMAX Industry」を支えるコア技術として位置付けられています。工場・物流・ビル・エネルギーなどのプロダクト群へ横断的に展開し、現場データをその場で判断できる「プロダクトの知能化」を進めていく方針です。
現場のデータをクラウドやサーバーに送らず装置内で即座に処理するエッジAIは、製造業のDXにおける次の主戦場といえます。日立の今回の発表は、フィジカルAIの現場実装が本格フェーズに入ったことを示す重要な一歩として注目されます。
