なぜ[Knightscope社]は自律走行ロボットの電源にVicorを選んだのか？
米国で活躍する自律走行セキュリティロボット「K5」。その24時間稼働を支えているのがVicorの電源ソリューションです。なぜKnightscope社は数ある電源の中からVicorを選んだのか？本記事では、彼らが直面した課題と、Vicor製品がもたらした具体的な導入効果を詳しくご紹介します。
未来の警備を担うKnightscope社の自律走行ロボット
ショッピングモールや企業キャンパス、駐車場などで、不審者を検知し、犯罪を未然に防ぐために自律走行するロボット。これはもはやSF映画の話ではありません。米国のKnightscope社が開発した自律走行データマシン（ADM）は、まさに未来のセキュリティを現実のものとしています。
「K5」とは？ 360°カメラや各種センサーを搭載した動くデータセンター
同社の主力モデルである「K5」は、単なる巡回ロボットではありません。360°全方位をカバーするHDビデオカメラ、熱画像カメラ、ナンバープレート認識システム、無線LAN検知、双方向音声通信機能などを多数搭載。リアルタイムで膨大なデータを収集・解析する、まさに「動くデータセンター」です。
24時間365日、止まれないミッションの重要性
K5に与えられたミッションは、人間の警備員を補完し、より安全な社会を実現すること。そのためには、24時間365日、いかなる状況でも安定して稼働し続けることが絶対条件です。充電ステーションで急速充電を済ませ、再び巡回任務に戻る。このサイクルを絶え間なく繰り返すK5にとって、電源システムの信頼性は、その存在価値そのものを左右する最重要項目なのです。
開発の壁となった「電源」の３つの問題
K5に与えられたミッションは、人間の警備員を補完し、より安全な社会を実現すること。そのためには、24時間365日、いかなる状況でも安定して稼働し続けることが絶対条件です。充電ステーションで急速充電を済ませ、再び巡回任務に戻る。このサイクルを絶え間なく繰り返すK5にとって、電源システムの信頼性は、その存在価値そのものを左右する最重要項目なのです。
問題① 搭載機器の増加による電力需要の増大とスペースの制約
高解像度カメラ、強力なデータ処理プロセッサ、移動するためのモーター群。これらすべてを駆動させるには、大きな電力が必要です。しかし、ロボットの筐体内部のスペースは限られています。従来の大きく重い電源では、必要な性能を維持しながらロボットを小型化・軽量化することは不可能でした。
問題② 複雑な電源設計による開発期間の長期化
K5内部では、モーター用、センサー用、プロセッサ用など、複数の異なる電圧が要求されます。これらをバッテリーからの単一入力で安定的に生成するには、非常に複雑な電源回路（電源供給ネットワーク：PDN）の設計が必要です。ディスクリート部品を一から組み上げて設計・検証するプロセスは、膨大な時間と工数を要し、製品の市場投入を遅らせる大きなリスクでした。
問題③ 長期運用に耐える信頼性と熱問題のクリア
24時間稼働は、部品にとって非常に過酷な環境です。特に、高密度に実装された電子部品から発生する「熱」は、故障の最大原因となり、システムの信頼性を著しく低下させます。効率の悪い電源は発熱が大きく、その熱を逃がすための大型ヒートシンクやファンがさらにスペースを圧迫するという悪循環に陥ります。
Vicorがもたらした３つの解決策
これらの困難な課題を前に、Knightscope社の開発チームが出会ったのが、Vicorのモジュール型電源ソリューションでした。Vicor製品は、３つの課題それぞれに対して、明確な解決策を提供しました。
解決策① 圧倒的な「電力密度」でスペース問題を解消
Vicorの電源モジュールは、業界最高レベルの電力密度を誇ります。これは「同じサイズで、より大きな電力を扱える」ことを意味します。従来のソリューションに比べて劇的に小型・軽量なため、限られたスペースに高出力の電源システムを構築することが可能になりました。これにより、設計の自由度が飛躍的に向上し、K5のコンパクトな筐体への多機能実装が実現したのです。
解決策② モジュール化で「開発スピード」を加速
Vicorは、レギュレータやコンバータといった電源機能が最適化された「モジュール」を提供します。開発者は、これらをレゴブロックのように組み合わせることで、複雑な電源供給ネットワークを迅速に構築できます。すでに性能が保証されたモジュールを使うことで、設計・検証フェーズを大幅に短縮。Knightscope社は開発リスクを低減し、製品をより早く市場に投入することに成功しました。
解決策③ 高い「変換効率」で熱問題をクリアし、信頼性を向上
高い変換効率は、電力の無駄（＝熱の発生）が少ないことを意味します。Vicorのモジュールは95%を超える高い変換効率を実現。発熱を最小限に抑えることで、放熱設計を簡素化できるだけでなく、熱による部品の劣化を防ぎ、ロボット全体の信頼性を大幅に向上させました。これは、24時間365日の連続稼働という過酷なミッションを達成する上で決定的な要因となりました。
Knightscope社が語るVicor採用の決め手
Knightscope社が最終的にVicorを選んだ理由は、単に製品スペックが優れていたからだけではありません。
高い技術力と豊富な実績
ロボットやAI、自動運転といった最先端分野での豊富な採用実績は、Vicorの技術力と信頼性の何よりの証明でした。ミッションクリティカルな製品開発において、この実績は大きな安心材料となりました。
将来の製品ラインアップへの展開性（スケーラビリティ）
Vicorのモジュールベースのアプローチは、拡張性（スケーラビリティ）にも優れています。将来、より高性能なセンサーやプロセッサを搭載する次世代モデルを開発する際にも、電源モジュールの追加や置き換えで柔軟に対応できます。この将来を見据えた設計思想が、長期的なパートナーとして選ぶ決め手となったのです。
まとめ
Knightscope社の事例は、現代の高度な製品開発において、電源がもはや単なる「部品」ではなく、製品の性能、開発スピード、そして信頼性そのものを左右する「コア技術」であることを明確に示しています。Vicorが提供するのは、優れた電源モジュールだけではありません。顧客が直面する課題を深く理解し、その解決を通じて開発期間の短縮、製品価値の向上、そしてビジネスの成功そのものに貢献すること。これこそが、数多くの先進企業にパートナーとして選ばれ続けるVicorの真の価値と言えるでしょう.貴社の製品開発においても、電源に関する課題はございませんか？ぜひ一度、Vicorのソリューションをご検討ください。