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市場調査レポート
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1924879

フィジカルAIプレイブック:自律物理エージェント/ロボット+AI融合の完全ガイド 2026年版


出版日
ページ情報
和文 2200 pages
納期
即日から翌営業日
フィジカルAIプレイブック:自律物理エージェント/ロボット+AI融合の完全ガイド 2026年版
出版日: 2026年01月28日
発行: Institute of Next Generation Social System
ページ情報: 和文 2200 pages
納期: 即日から翌営業日
GIIご利用のメリット
  • 概要

■ キーメッセージ

フィジカルAI(Embodied AI)は、単なるロボット技術の進化ではなく、物理世界における自律エージェントの時代への転換点である。2025年から2027年の短期(特定タスク特化型AI)、2027年から2030年の中期(汎用ヒューマノイド商用展開)、2030年以降の長期(家庭普及とインフラ化)の三段階で市場が劇的に拡大する。

特に注目すべきは、北米資本が投資全体の82%を占める一方で、中国が低価格化とスケール戦略で追い上げ、日本が高齢化対応サービスロボットとハードウェア統合で独自の道を走り始めたという地政学的な多極化である。このレポートは、その動態を時系列・地域別・プレイヤー別に解き明かす。

(※ プレイブック=「手順・標準化・戦略ノウハウ」といった概念のこと)

■ 利用シーン

1. 投資・VC・PE判断の意思決定支援

  •  フィジカルAI企業の評価額の妥当性・バブルリスク判定
  •  ポートフォリオ企業・提携候補の技術堀(Moat)分析
  •  シリーズB以降の資金調達トレンドと勝者選別の見極め

2. 大手製造業・自動車メーカーの事業戦略策定

  •  既存ロボット・製造システムのAI化へのアップグレードパス
  •  レガシーシステムとの統合ロードマップ設計
  •  自動車メーカーが直面する「自社開発 vs 外部調達」の判断基準

3. ソフトウェア・プラットフォーム企業の市場参入戦略

  •  ロボット基盤モデル・AIスタックの競争構図
  •  NVIDIA・Intrinsic・Physical Intelligence らの「つるはし」ビジネスモデル
  •  オープンイノベーション戦略とエコシステム設計

4. スタートアップの競争戦略立案

  •  先行者利益 vs フォロワー戦略の判断軸
  •  破壊的イノベーションへのリスク管理フレーム
  •  地域・技術分野別のニッチトップ戦略の事例分析

5. 規制・政策立案者のガバナンス設計

  •  EU AI Act、中国「人形ロボット革新発展指導意見」の解読
  •  補助金・税制競争の構図と効果測定
  •  倫理・安全性・雇用への対応策の比較検証

6. 業界分析・市場調査の高度化

  •  市場規模・セグメント別成長率の精密予測
  •  技術トレンド(4Dプリンティング・バイオハイブリッド・量子最適化)の実装時期評価
  •  地政学的リスク(米中デカップリング・重要鉱物依存)の産業インパクト分析

■ 推奨読者/ゴール(例)

  •  エンタープライズ経営層 - CEO/CTO/事業開発責任者
  •  投資家・VC・キャピタリスト - ポートフォリオ管理者、シリーズB/C投資判断者
  •  テック企業の戦略部門 - MAMAA系やソフトウェア企業の事業開発者
  •  産業ロボット大手 - Kawasaki、Fanuc、Yaskawa、ABB等の経営・R&D層
  •  アナリスト・コンサルタント - 業界調査・競争分析の高度化
  •  政策立案者・規制当局 - ガバナンス設計・補助金効果測定
  •  学術研究者・大学経営層 - ディープテック支援体制設計

■ 各読者層の主要ゴール(例)

▼ 経営者

  • 経営判断の確実性向上・リスク低減
  • 市場トレンド・競争相手の戦略・技術ロードマップ全体像

▼ 投資家

  • ポートフォリオ収益性最大化
  • スタートアップ評価の妥当性検証・バブルリスク判定

▼ 事業開発

  • M&A・パートナーシップの意思決定
  • 買収ターゲットのMoat分析・事業シナジー評価

▼ テック企業

  • エコシステム支配と勝利の条件
  • プレイヤー群の強み・弱み・次の一手の予測

▼ ロボット大手

  • デジタルトランスフォーメーションの方向性
  • AI統合ロードマップ・レガシーシステム統合戦略

▼ アナリスト

  • 業界理解の深度と説得力
  • 市場規模・技術進化・地政学的動態の統合分析

■目次■

【 現況・構造・主要トレンド 】

【 ビジネスモデル・経済性〜収益化とROI〜 】

2 各国の補助金・税制優遇政策の比較

3 日本の「ロボット新戦略」とムーンショット目標

4 日本: 少子高齢化課題とサービスロボット需要

5 北米 (シリコンバレー/ボストン): 投資額82%支配の背景

6 米中デカップリングによる技術ブロック化

7 EU AI Act のフィジカルAIへの影響

8 欧州 (ドイツ/デンマーク): 産業用ロボットの伝統とAI規制

9 韓国: サービス産業へのロボット導入速度

10 国境を越えた人材獲得競争

11 重要鉱物・レアアースの供給リスク

12 台湾: AIサーバーとロボット製造のハブ化

13 大学・研究機関発のディープテック支援体制

14 中国 (深圳/上海): ハードウェアサプライチェーンの強み

15 中国政府の「人形ロボット革新発展指導意見」

16 インド: ソフトウェア人材と新たな市場可能性

【 戦略的意思決定〜未来へのロードマップ〜 】

17 2025-2027年 (短期): 特定タスク特化型AIの普及

18 2027-2030年 (中期): 汎用ヒューマノイドの商用展開開始

19 2030年以降 (長期): 家庭への一般普及と社会インフラ化

20 AI倫理ガイドラインの策定とガバナンス

21 オープンイノベーションとパートナーシップ戦略

22 サイバーフィジカルセキュリティへの投資優先度

23 サステナビリティ (省エネ、廃棄物) への貢献

24 レガシーシステムとの統合ロードマップ

25 規制課題 (安全性、プライバシー、雇用) への対応策

26 技術的制約 (バッテリー、熱、推論コスト) の解決予測

27 経済的障壁 (ハードウェアコストダウン) の見通し

28 自社開発 vs 外部調達 (Buy or Make) の判断基準

29 従業員のリスキリング計画と組織変革

30 先行者利益 vs フォロワー戦略の選択

31 破壊的イノベーションに対するリスク管理

【 フロンティア・未来技術〜次世代の萌芽〜 】

32 4Dプリンティングによる形状変化構造とフィジカルAI

33 スワームロボティクスの創発的行動とフィジカルAI

34 バイオハイブリッドロボット(生体組織との融合)の現在地と論点

35 意識を持つAIと身体性という問い

36 宇宙探査・テラフォーミング向け完全自律システムのビジョン

37 可変剛性メカニズムとフィジカルAI

38 フィジカルAIと感情コンピューティングの深化

39 環境発電によるフィジカルAI自律駆動の位置づけ

40 フィジカルAIにおける自己修復素材外装応用の現状と論点

41 深海・極地対応フィジカルAI技術の全体像

42 フィジカルAIと人間拡張融合の位置づけ

43 フィジカルAIとBCI直接制御の全体像

44 分子ロボティクスとDNAオリガミのフィジカルAI的展開

45 フィジカルAIと量子最適化計算の位置づけ

【 主なプレーヤーと企業評価〜覇権を争うプレイヤー群〜 】

46 Agility RoboticsとAmazonパートナーシップのフィジカルAI戦略

47 Appleの家庭用卓上ロボットの噂と特許

48 Boston Dynamicsの研究開発主導から商用フィジカルAI企業への転換

49 CovariantのピッキングAIからフィジカルAI基盤モデルへの展開

50 Dysonの家庭用ロボット参入計画

51 Figure AIのフィジカルAI戦略とOpenAI / Microsoft連携

52 Honda / Toyota のロボティクス再挑戦

53 Intrinsic(Alphabet)のソフトウェアプラットフォーム戦略

54 NVIDIAのフィジカルAIエコシステム支配と「つるはし」戦略

55 Physical Intelligenceの汎用ロボット脳開発アプローチ

56 Skild AIの基盤モデル特化戦略とフィジカルAIにおける強み

57 SoftBank Groupのロボット事業再編とフィジカルAI投資戦略

58 フィジカルAI時代におけるTeslaのデータ優位性と垂直統合モデル

59 シリーズB以降の資金調達動向と勝者選別

60 フィジカルAIスタートアップの評価額バブル懸念

61 ユニコーン企業の技術的堀 (Moat) の分析

62 欧州勢 (German Bionic, PAL Robotics) のニッチトップ戦略

63 大手テック企業 (MAMAA) のロボティクスM&A

64 中国勢ヒューマノイドの低価格戦略とフィジカルAIへのインパクト

65 日本勢 (Kawasaki, Fanuc, Yaskawa) のAI対応状況

【 地域別エコシステム〜地政学とイノベーション〜 】

66 EU AI Act のフィジカルAIへの影響

67 インド: ソフトウェア人材と新たな市場可能性

68 欧州 (ドイツ/デンマーク): 産業用ロボットの伝統とAI規制

69 各国の補助金・税制優遇政策の比較

70 韓国: サービス産業へのロボット導入速度

71 国境を越えた人材獲得競争

72 重要鉱物・レアアースの供給リスク

73 台湾: AIサーバーとロボット製造のハブ化

74 大学・研究機関発のディープテック支援体制

75 中国 (深圳/上海): ハードウェアサプライチェーンの強み

76 中国政府の「人形ロボット革新発展指導意見」

77 日本: 少子高齢化課題とサービスロボット需要

78 日本の「ロボット新戦略」とムーンショット目標

79 米中デカップリングによる技術ブロック化

80 北米 (シリコンバレー/ボストン): 投資額82%支配の背景

【 倫理・社会・法的課題〜人間とロボットの共生〜 】

81 フィジカルAIと「不気味の谷」現象の心理的影響

82 フィジカルAIにおけるアクセシビリティとインクルーシブデザイン

83 アルゴリズムのバイアスと物理的差別動作

84 フィジカルAIのテロ・犯罪悪用リスク

85 ハッキングされたフィジカルAIによる物理的損害の脅威

86 フィジカルAIロボットの常時センシングとプライバシー侵害

87 ロボットによる雇用代替とベーシックインカム論

88 フィジカルAI時代におけるロボットの権利と法的地位

89 フィジカルAI時代のロボット工学三原則の現代的解釈

90 フィジカルAIとロボット税導入議論

91 フィジカルAI・自律兵器の規制と課題

92 公共空間における移動権とロボット占有

93 フィジカルAI自律システム事故における責任の所在

94 人間とロボットの感情的な絆と依存

95 フィジカルAIにおける人間中心設計の徹底

【 基盤モデル・アルゴリズム〜脳の進化と身体性の獲得〜 】

96 Chain-of-Thoughtのロボット推論への適用

97 GPT-4oのロボット制御への転用とレイテンシ

98 GR00T N1.5のマルチモーダル統合性能

99 Helixの長期的タスク計画能力

100 JEPAの基本構造とフィジカルAIへの意義

101 LLMからVLAへの転移学習効率

102 PaLM-Eの具体化(Embodiment)精度

103 RT-1 / RT-2とのベンチマーク比較

104 SmolVLAの軽量化技術とエッジ実装

105 フィジカルAIにおけるThinkAct思考・行動ループの効率性

106 Transformer vs SSM(Mamba等)の制御性能比較

107 Vision-Language-Actionモデルの汎化性能評価

108 フィジカルAIにおけるVLA-Adapterアーキテクチャ最適化

109 World Model(世界モデル)の構築と予測精度

110 Zero-shot / Few-shot Learningの実環境適応

111 π0のフローベース制御手法

112 エンドツーエンド学習とモジュラー型学習のハイブリッド構成

113 マルチモーダル・トークナイゼーション技術

114 ロボット向け基盤モデルのファインチューニング手法

115 拡散モデル(Diffusion Policy)による動作生成

116 空間認識と言語理解のグラウンディング

117 継続学習(Continual Learning)と忘却防止

118 言語指示の曖昧性解消アルゴリズム

119 視覚・触覚・固有受容感覚のクロスモーダル学習

120 自己教師あり学習によるデータ効率化

【 シミュレーション & Sim-to-Real〜仮想と現実のギャップ解消〜 】

121 3D Gaussian Splatting のロボット認識への応用

122 Gazebo / MuJoCo / PyBullet の比較と統合

123 Neural Radiance Fields (NeRF) による環境復元

124 NVIDIA Isaac Sim の物理エンジン精度

125 Omniverse エコシステムの拡張性

126 Sim-to-Real ドメインギャップの定量的評価指標

127 USD (Universal Scene Description) の産業標準化

128 VR/XR を用いた人間の動作教示インターフェース

129 クラウドベースの大規模並列シミュレーション

130 デジタルツイン環境のリアルタイム同期技術

131 テレオペレーションによるデモンストレーション収集効率

132 ドメインランダム化 (Domain Randomization) の高度化

133 ハードウェア・イン・ザ・ループ (HIL) テスト手法

134 フォトリアリスティック・レンダリングと知覚学習

135 ロボット強化学習における報酬設計の自動化

136 安全性検証のための敵対的シミュレーション

137 仮想環境におけるコーナーケース生成

138 合成データの生成と品質管理

139 実環境データのシミュレーションへのフィードバックループ

140 接触・衝突ダイナミクスのモデリング精度

141 大規模仮想環境 (Metaverse) での強化学習

142 物理パラメータ(摩擦、質量)のシステム同定

143 物理法則を組み込んだニューラルネットワーク (PINNs)

144 変形物体(布、液体)のシミュレーション技術

145 模倣学習のデータセット拡張

【 ハードウェア・コンポーネント〜身体性の実装と進化〜 】

146 3D LiDAR vs ビジョンオンリーのアプローチ比較

147 FPGA による低遅延推論アクセラレータ

148 MEMS センサーによる超小型IMUの精度

149 NVIDIA Jetson Thor の処理能力と熱設計

150 イベントカメラ (DVS) による高速動作認識

151 エッジAIチップの電力効率 (TOPS/W)

152 カーボンファイバー強化樹脂による軽量化設計

153 ジャム転移 (Jamming) グリッパーの汎用性

154 ニューロモーフィックチップのロボット制御応用

155 モジュール式ハードウェアのプラグアンドプレイ規格

156 ワイヤレス給電・自動充電ドッキングシステム

157 高速通信モジュール (5G/6G) の統合

158 高密度バッテリー技術と稼働時間延長

159 指先マニピュレータの多自由度機構設計

160 準直駆動 (QDD) モータのトルク密度

161 触覚センサー (GelSight, Digit) の分解能向上

162 深度カメラ (RGB-D) の高解像度化と小型化

163 人工筋肉・ソフトロボティクス素材の耐久性

164 生体模倣メカニズム (Bio-inspired Design)

165 耐環境性能 (防塵・防水・耐熱) の向上

166 直列弾性アクチュエータ (SEA) のコンプライアンス制御

167 電子皮膚 (E-Skin) の大面積実装技術

168 分散制御アーキテクチャと内部バス帯域

169 油圧 vs 電動アクチュエータのエネルギー効率

170 劣駆動ハンド (Underactuated Hand) の把持適応性

【 ヒューマノイドロボット〜汎用ロボットの最前線〜 】

171 1X Neo の家庭用安全性設計

172 Agility Robotics Digit の物流倉庫導入実績

173 Apptronik Apollo のペイロード重量比

174 Boston Dynamics Atlas (電動版) の制御技術

175 Figure 01 / 02 の商業展開スピード

176 Fourier Intelligence GR-1 のリハビリ応用

177 Sanctuary AI Phoenix の指先巧緻性

178 Tesla Optimus Gen 2 / Gen 3 の量産設計

179 UBTECH Walker シリーズの進化

180 Unitree H1 / G1 のコストパフォーマンス分析

181 Xiaomi CyberOne のエコシステム連携

182 オープンソース・ヒューマノイドプロジェクト

183 バイマニュアル(両腕)操作の同期精度

184 ヒューマノイド専用OSの開発動向

185 ヒューマノイドのBOM(部品表)コスト分析

186 ヒューマノイドの二足歩行安定性評価 (ZMP, NMPC)

187 家庭内支援(家事、介護)への適用ハードル

188 重量物持ち上げ・運搬の動作計画

189 人間との自然なインタラクション (HRI)

190 人間と同様の道具使用能力

191 全身協調制御 (Whole-body Control)

192 転倒回復 (Fall Recovery) アルゴリズム

193 汎用ロボットとしての学習速度比較

194 表情・ジェスチャーによる非言語コミュニケーション

195 不整地・階段昇降能力のベンチマーク

【 スマートマニュファクチャリング〜製造現場の自律化〜 】

196 5G ローカルネットワークによる低遅延制御

197 AGV/AMR とロボットアームの協調 (Mobile Manipulator)

198 AIによる外観検査・欠陥検出の精度向上

199 BMW / Mercedes-Benz 工場におけるヒューマノイド実証実験

200 Intrinsic Flowstate によるロボット開発民主化

201 Intrinsic Flowstate によるロボット開発民主化

202 フィジカルAIにおける Jigless 溶接・組立技術

203 フィジカルAIにおける Jigless 溶接・組立技術

204 Siemens と NVIDIA の産業用メタバース連携

205 Techman Robot のAIビジョン統合事例

206 Wandelbots のノーコード教示プラットフォーム

207 エッジ・クラウド分散処理による工場制御

208 サプライチェーン連動型生産計画

209 セル生産方式における自律搬送と連携

210 デジタルツインによるライン設計最適化

211 ビンピッキング (Bin Picking) の99.9%信頼性確保

212 レガシー設備への後付けIoT/AI化

213 危険作業・クリーンルームの完全無人化

214 協働ロボット (Cobot) の安全性規格 (ISO/TS 15066)

215 フィジカルAIにおける産業用PC (IPC) とAIコントローラの統合

216 フィジカルAIにおける自律的なエラー復旧・リトライ機能

217 柔軟物の組み立て(ケーブル配線等)の自動化

218 フィジカルAIとMES API連携の全体像

219 多品種少量生産への段取り替え自動化

220 適応型溶接・塗装プロセスのリアルタイム補正

221 予知保全 (Predictive Maintenance) のAIモデル

【 ロジスティクス・倉庫自動化〜物理インターネットの実現〜 】

222 フィジカルAIロボットの24時間365日稼働に向けた充電・保守運用

223 Amazon Sparrow / Cardinal / Proteus の導入効果

224 AMRフリート管理システムの最適化アルゴリズム

225 RaaS導入によるCAPEX削減とフィジカルAIロボット活用

226 フィジカルAI時代のRFIDとビジョン認識のハイブリッド追跡

227 SKU数百万規模に対応するAIピッキング

228 Wiwynnにおけるリードタイム短縮(48h→2h)の詳細分析

229 クロスドッキングの自動化ソリューション

230 ダークストアの完全自動化運用

231 トラック荷積み・荷降ろしロボットの技術課題

232 トラック自動運転隊列走行とのハブ連携

233 ドローンによる倉庫内在庫管理・棚卸し

234 パレタイジング・デパレタイジングの混合荷物対応

235 ラストワンマイル配送ロボットの歩道走行規制

236 リバースロジスティクス(返品処理)の自動化

237 異機種ロボット間の相互運用規格 (VDA 5050等)

238 群制御(Swarm Intelligence)による渋滞回避

239 梱包・包装プロセスの3D認識と最適化

240 重量・重心変化に対するリアルタイム適応

241 人間とロボットの倉庫内混在ルール

242 倉庫管理システム(WMS)とロボット制御の統合

243 多層階倉庫におけるAMRのエレベーター連携

244 フィジカルAI時代の配送ルート最適化と動的再計画

245 物流センターのデジタルツイン化とフィジカルAI

246 冷蔵・冷凍倉庫でのロボット稼働耐久性

【 自動運転・モビリティ〜移動の自律化〜 】

247 End-to-End自動運転モデルの安全性検証

248 eVTOL (空飛ぶクルマ) の自律飛行制御

249 V2X (Vehicle-to-Everything) 通信のインフラ整備

250 Waymo vs Tesla FSD のアプローチ比較

251 エッジケース(事故、工事)のデータ共有

252 サイバーセキュリティ対策とOTA更新の安全性

253 センサーフュージョン (LiDAR/Radar/Camera) の最適解

254 ドローン配送 (Drone Delivery) の空域管理 (UTM)

255 マイクロモビリティの自律再配置

256 モビリティサービスのMaaS統合

257 レベル4 / レベル5 自動運転の法的責任論

258 悪天候(雨、雪、霧)下の認識性能

259 鉱山・採掘現場における無人ダンプ運行

260 高精度3Dマップ (HD Map) vs マップレス走行

261 自動バレーパーキングの標準化

262 自動運転AIの解釈可能性 (Explainability)

263 自動運転トラックの長距離輸送実証

264 車内モニタリングシステムへのAI活用

265 水中ドローン (AUV) の自律探査技術

266 生成AIを活用した走行シナリオ生成

267 知覚・予測・計画・制御の4層統合アーキテクチャ

268 地域ごとの交通ルールへのAI適応

269 都市環境における予測不可能な歩行者挙動への対応

270 農業機械・建設機械の自動運転化

271 無人タクシー (Robotaxi) の事業採算性

【 ヘルスケア・医療・ライフサイエンス〜生命を守るAI〜 】

272 AI診断とロボット施術の統合ループ

273 FDA等の医療機器規制とAI認証プロセス

274 スマートベッドと連携した体位変換ロボット

275 ナノロボットによる体内薬物送達 (DDS)

276 ラボオートメーション (創薬実験自動化) の加速

277 リハビリテーション用外骨格 (Exoskeleton) のAI制御

278 医師とAIロボットの役割分担論

279 医療データのプライバシー保護と連合学習

280 医療器具の自動滅菌・搬送サイクル

281 院内物流・検体搬送ロボットの導入事例

282 遠隔手術における通信遅延補正AI

283 感染症病棟における非接触ケアロボット

284 看護・介護支援ロボットの対人安全性

285 義手・義足の直感的なAI制御 (筋電・脳波)

286 高齢者見守り・生活支援AIエージェント

287 細胞培養・操作のマイクロロボット技術

288 在宅医療を支援するモバイルマニピュレータ

289 手術支援ロボット (da Vinci以降) の自律化レベル

290 調剤・薬剤ピッキングの完全自動化

291 超音波検査ロボットの自律プローブ操作

【 NVIDIA Three-Computer Model & インフラ〜AIロボットの神経系〜 】

292 Blackwell アーキテクチャのロボット産業への影響

293 CUDA エコシステムのロックイン効果

294 DDS (Data Distribution Service) のチューニング

295 Holoscan による医療・産業グレードの低遅延処理

296 Isaac Lab / Isaac Perceptor / Isaac Manipulator の機能

297 Jetson プラットフォームのロードマップ

298 NVIDIA OVX (Simulation) のデジタルツイン構築力

299 NVIDIA AGX (Edge Compute) のリアルタイム処理

300 NVIDIA DGX (Training) の役割とスケーリング

301 Omniverse Cloud Sensor RTX の物理精度

302 ROS 2 (Robot Operating System) のリアルタイム性

303 ROS 2 への移行障壁と解決策

304 WebAssembly (Wasm) のエッジ実行環境

305 Zenoh プロトコルによる通信効率化

306 オープンソース・エコシステムへの貢献度

307 クラウド・エッジ間の帯域幅最適化

308 コンテナ技術 (Docker/Kubernetes) のロボット適用

309 セキュリティ・バイ・デザインの実装

310 ロボットフリート管理のためのクラウド基盤

311 専用データセンターの冷却とエネルギー効率