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ロボットアームは、人間の腕と同様の機能を持つ、通常はプログラム可能な機械式アームの一種です。アームは機構全体の総体である場合もあれば、より複雑なロボットの一部である場合もあります。[ 1 ]このようなマニピュレータのリンクは、回転運動（関節型ロボットなど）または並進（直線）移動を可能にするジョイントで接続されています。[ 2 ] [ 3 ]
マニピュレータの各リンクは、運動連鎖を形成すると考えられる。マニピュレータの運動連鎖の終端はエンドエフェクタと呼ばれ、人間の手に相当する。
直列型ロボットアームは、モーターによって駆動される関節によって動くリンクの連鎖として説明できます。エンドエフェクタ（ロボットハンドとも呼ばれる）は、この連鎖の端に取り付けることができます。他のロボット機構と同様に、ロボットアームは通常、自由度（DOF）の数によって分類されます。通常、DOFの数は、ロボットアームのリンクを動かす関節の数に等しくなります。ロボットハンドが3次元空間で任意の姿勢（位置と向き）に到達するには、少なくとも6つのDOFが必要です。
追加の自由度により、ロボットハンドを同じ姿勢に保ちながら、アーム上のリンクの構成（例えば、肘の上下）を変更できます。逆運動学は、 3次元空間におけるロボットハンドの望ましい姿勢が与えられた場合に、通常は関節角度の観点からアームの構成を計算する数学的プロセスです。[ 4 ]
ロボットアームの著名なメーカーとしては、FANUC、ABB、安川電機、KUKAの4社が挙げられる。
FANUCは1972年に日本で設立されました。2023年時点で、100万台以上のロボットを出荷しています。[ 8 ] 2022年には、VWグループが自動車生産用に1,300台のFANUC製アームを購入しました。[ 9 ]さらに、FANUCは2025年に自動車塗装用に50台のロボットを追加販売したと発表しました。[ 10 ] 2025年11月には、食品の取り扱いと洗浄用途を対象とした新しいロボットアームを発表しました。[ 11 ]
ABBは1988年にスイスで設立されました。2025年10月、ABBは産業用ロボット部門を日本のコングロマリットであるソフトバンクに54億米ドルで売却したと発表しました。[ 12 ] [ 13 ] 2025年5月、ABBはカリフォルニアのレストランBurgerbotsとのコラボレーションを披露しました。このアームは30秒以内にカスタマイズされたハンバーガーを組み立てることができました。[ 14 ]
安川電機は1915年に日本で設立され、1960年代にMOTOアームシリーズの開発を開始しました。[ 15 ]同社初のロボットアームであるMotoman-L10は1977年に生産を開始しました。2021年、安川電機はMotomanロボットの販売台数が50万台を超えたと発表しました。[ 16 ]安川電機ヨーロッパは、オランダに拠点を置くビジョンAI企業Fizyrと提携し、自動車製造や食器洗浄などの産業用ロボットアームを開発しています。[ 17 ] [ 18 ]
KUKAは1898年にドイツで設立され、1971年に産業用ロボットの開発を開始しました。 [ 19 ] 1973年、KUKAは初の電動6軸ロボットアームであるFAMULUSを発表しました。[ 20 ] 2008年、KUKAは1000キログラムを持ち上げることができる初のロボットアームであるKR 1000 Titanをリリースしました。[ 21 ]少なくとも2014年以降、テスラの自動車工場では、モデルX、モデル3、サイバートラックなどの製品を製造するのにKUKAのアームが使用されています。[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]
宇宙空間では、カナダアームとその後継機であるカナダアーム2が多自由度ロボットアームの例である。これらのロボットアームは、エンドエフェクタにカメラとセンサーを取り付けた特殊なブームを使用してスペースシャトルを検査したり、スペースシャトルの貨物室から衛星を展開および回収する操作など、さまざまなタスクを実行するために使用されてきた。 [ 25 ]
火星探査車キュリオシティとパーサビアランスもロボットアームを使用しています。[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]さらに、パーサビアランスは、探査車の下部にあるサンプル収集アセンブリ内に、より小型のサンプル収集アームを隠しています。
TAGSAMは、宇宙船OSIRIS-RExに搭載された、宇宙空間の小さな小惑星からサンプルを採取するためのロボットアームである。[ 30 ]
2018年の火星着陸機インサイトには、カメラ、グラップラーを備え、特殊な機器を動かすために使用されるIDAと呼ばれるロボットアームが搭載されています。[ 31 ]
2010年代には、低価格のロボットアームの入手可能性が大幅に増加しました。低価格のアームは、趣味や教育用デバイスとして販売され、オートサンプラーとしての使用など、ラボの自動化にも使用されています。[ 32 ] [ 33 ]消費者がライセンスを受けた販売業者からサーボモーターキットを購入し、オンラインのファイルからリンクやその他の部品を3DプリントするDIYロボットアームキットを販売することで、コスト削減が可能になりました。低価格アームの1つは、HuggingFaceのStandard Open Armで、同社は2025年4月にSO-101ロボットアームモデルを100米ドルからという低価格で発売しました。[ 34 ]
MeArm [ 35 ]のようなオープンソースのロボットアームは、コストをさらに削減し、コミュニティによる設計の反復的な改善を可能にしました。2024 年、HuggingFace は、ロボットの学習プロセスを支援するために設計されたオープンソースの Python ライブラリである LeRobot をリリースしました。LeRobot は、SO-101 および SO-100 モデルのほか、Koch v1.1 アームや LeKiwiモバイルロボットなどの他の低コストのアームをサポートしています。[ 36 ]
エンドエフェクタ、すなわちロボットハンドは、用途に応じて、溶接、把持、回転など、任意のタスクを実行するように設計できます。たとえば、自動車組立ラインのロボットアームは、組立中に溶接や部品の回転と配置など、さまざまなタスクを実行します。爆弾の解除と処理を行うように設計されたロボット[ 37 ]や、ロボット支援手術を行う場合[ 38 ]など、状況によっては、人間の手に近いエミュレーションが求められます。
ロボットアームやハンドの遠隔操作は、ロボットアームの制御方法を開発する一般的な方法です。1 つ以上の「マスター」アームを使用して、1 つ以上の「スレーブ」または「フォロワー」アームの動きを制御します。マスターアームのオペレーターは、フォロワーアームと環境との相互作用から、視覚的または触覚的なフィードバックなどの何らかのフィードバックを受け取ることができます。[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]
2026年、1X Technologiesは、25自由度を持ち、人間の手の機能を忠実に再現する同社の人型ロボット「Neo」の手をデモした。 [ 43 ]
ロボットアームの機能と制御における人工知能と機械学習の重要性は、ここ数年で高まっています。構造化されていない環境でも、アームはさまざまな物体を識別して制御できます。これは、ビジョンベースのAIシステムのおかげで可能になりました。動作計画、適応的な把持、ロボットが人間の例からタスクを学習する能力はすべて、機械学習によって可能になりました。これらの機能により、医療手術、自律型倉庫、協働ロボットなどの用途でロボットアームの使用が加速しました。[ 44 ]
これらのAI搭載ロボットアームは、産業分野、物流、医療、そして農業分野でより広く使用されています。これらは生産性を向上させ、人的ミスを排除し、電子機器の組み立て、品質チェック、手術の補助など、反復的または精密な作業を人間よりも速く実行します。これらのインテリジェントなロボットアームによる自動化は、さまざまな産業で労働力不足と運営コストの削減に役立ちます。[ 45 ] [ 46 ]
ロボットがセンサーデータをリアルタイムで解釈して選択を行えるエッジコンピューティングの利用は、ペースの速い分野で反応時間を改善した最近の進歩の 1 つです。AI と高度なセンシングは、協働ロボット (「コボット」と呼ばれることもあります) によって安全に人を支援するために使用されています。共同作業中、ロボットは本能的に動作を変更します。機械学習と人工知能の進歩に伴い、ロボットアームはより自律的、柔軟、適応的になり、さまざまな分野でますます広範囲の活動を実行するようになると予測されています。[ 47 ] [ 48 ]
AI 対応ロボットアームは、製造、輸送、医療、農業などさまざまな産業でますます不可欠になっています。これらのロボットアームは、自動車部品の溶接や電子部品の組み立てなど、複雑で反復的な作業を非常に高速かつ正確に行うために製造業で使用されています。コンポーネントのわずかな変化に適応する機械学習アルゴリズムにより、これらの作業が可能になり、品質が向上し、無駄が削減されます。[ 49 ] [ 50 ] AI 対応ロボットアームは、仕分け、梱包、パレット化を高速かつ高精度で容易にすることで、物流および倉庫における人手不足の解消と運用効率の向上に役立ちます。[ 51 ]ロボット支援手術は、AI 駆動アームが器用さと安定性を向上させ、低侵襲治療とより迅速な回復を可能にする医療アプリケーションの一例です。[ 52 ] AI 駆動マニピュレーターは、精密な植え付け、収穫、作物監視のために農業ロボットにも使用され、資源効率と収量品質を最大化します。[ 53 ]
これらのロボットアームには、ロボット上で直接実行されるリアルタイムデータ分析と統合されたAIシステムによって可能になった、リアルタイムセンサー処理と自律的な意思決定機能がさらに搭載されています。高度なセンサーと人工知能を備えた協働ロボットは、生産性と安全性の両方を向上させるために動的に動作を変更しながら、人々と安全に協働することができます。[ 54 ] [ 55 ]機械学習モデルとセンサー統合の継続的な開発は、ロボットアームの役割の拡大を示しており、既存産業と新興産業の両方で、ロボットアームの自律性、適応性、およびアプリケーションの範囲が徐々に拡大しています。[ 56 ]