データセンターにおけるロボットの使用はどのように増加するのでしょうか?

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調査によると、ロボットがデータセンターに導入されつつありますが、データセンターがすぐに変化するとは期待できません。

専門家の中には、ミスをしたり、休憩が必要になったり、より高い報酬を期待したりといった、仕事を成し遂げる上での人間の限界を指摘する人もいる。彼らは、ロボットと自動化によって、現在労働者が行っている作業の多くを置き換えたり、補ったりすることができ、企業は労働者を他の重要な作業に充てたり、人員を削減して人件費を削減したりできるようになると考えている。

しかし、人間には依然として大きな利点が 1 つあります。それは適応力です。世界中でロボット工学や人工知能の研究開発に巨額の投資が行われているにもかかわらず、複数のタスクを処理し、予期せぬ状況の変化に対応し、学習して改善する能力において、人間は比類のない存在です。

慎重かつ保守的なデータ センター業界にとって、新しいテクノロジーを完全に採用して受け入れることは常に難しいことであり、データ センター施設で機械化されたシステムを運用および管理するという考えは気が遠くなるようなものです。

データセンター運営会社 Switch のデジタル ソリューション担当エグゼクティブ バイスプレジデントである Bill Kleyman 氏は、2013 年の記事で、「データセンターやロボット工学の専門家の多くは、今後数年間でデータセンター環境でのロボットの使用が飛躍的に増加すると予測しています」と述べています。

ロボット応用の夢

当時、ロボットアームはテープライブラリではすでに一般的に使用されていたため、データセンターでのロボットの使用は有望に見えましたが、クレイマン氏が予測した技術的飛躍からは程遠いように思われました。

2013 年当時、データ センター ロボットの最も顕著な使用例の 1 つは、IBM のパイロット プロジェクトでした。このプロジェクトでは、ハッキングされた iRobot (Roomba 自律型掃除機に類似) がデータ センター内を移動し、温度やその他のパラメーターに関するデータを収集していました。しかし、このプロジェクトはひっそりと棚上げされ、おそらく固定資産からのテレメトリ データの収集が優先されたと思われます。

2年前、韓国科学技術院は同様の、しかしより野心的なパイロットプロジェクトを試みた。 SCOUT は、サーバールーム内の NFC タグを追跡してサーバーをチェックするモバイル ロボットをベースにしたデータ センター管理システムです。

同じく iRobot の技術をベースにしたこの小型システムは、韓国の KAIS TiCube Cloud データセンターを巡回し、視覚ベースの監視装置を使用して問題を探します。その後の研究では、サーバー上で作業できるロボットアームを設置することも約束されていたが、このプロジェクトは実行されず、関係する研究者は他のプロジェクトに移った。

「サーバーラックは50年以上前のものです。データセンターでは、これほど長く使われている技術は他にありません」と、ウェブホスティング会社PayPerHostのCEO、ゾルト・サボ氏は2016年に語った。当時、同社はデータセンター向けのロボットアームを販売していた。

2017 年に PayPerHost はクラウド コンピューティング プロバイダーの Intertune に買収され、プロジェクトは存在しなくなりました。そして、Szabo 氏も JavaScript 開発者になりました。

これらのパイロットプロジェクトは最終的に失敗しましたが、ロボットはデータセンターで静かにその地位を確立しました。

ドイツのインターネット取引所 DE-CIX は、Patchy McPatchbot、SirPatchalot、MargaretPatcher など、一連の自動化された「パッチ ボット」を立ち上げました。これらは、従来のパッチ パネルと同様に光ファイバー配線フレームにレセプタクルを配置し、そこに光ファイバー ケーブルを接続する XY ラックに基づいています。

「当社のデータ センターは、顧客の接続を独立して移行するように事前にプログラムされた『パッチ ロボット』を使用する世界初のインターネット エクスチェンジとなりました」と、移行を完了した DE-CIX の CEO である Harald Summa 氏は述べました。「データ センターが稼働している間に顧客の負荷を移行する必要があったため、この移行は心臓切開手術に似ていました。」

一部のハイパースケール データ センターでは、特定のタスクを実行するためにロボットが使用されています。 2018年、Googleはハードドライブ破壊ロボットを発売することを明らかにした。これは基本的に、ハードドライブを持ち上げてシュレッダーに入れることができる固定式の産業用ロボットアームである。

アリババは、自社のデータセンター5か所でより高度なシステムを運用していると主張している。アリババクラウドインテリジェンスのシニアディレクター兼チーフエンジニアであるウェンディ・チャオ氏は、業界メディアのインタビューで次のように語った。「第2世代の天機ロボットは、人工知能技術を使用して、人間の介入なしに故障したハードディスクを自動的に交換します。その交換プロセス全体には、自動検出、故障ディスクの位置特定、ディスク交換、充電が含まれており、迅速かつスムーズに完了できます。最終的に、ハードディスクは4分以内に交換できます。」

グーグルは自社のデータセンターにさらに高度なロボットを導入したいと考えているが、施設に伴う複雑さを懸念している。 「ロボット工学に関しては、当社のハイパースケール データ センターは倉庫のようなもので、ほとんどのプロセスでは、ロボットが特定の場所に移動してタスクを実行する必要があります」と、Google のデータ センター担当副社長であるジョー カバ氏は述べています。「ただし、ロボット工学の技術は非常に進歩していますが、データ センターでの多くのテストは、大規模ロボットを使用する他の業界よりもはるかに複雑です。」

Facebook は自社のデータセンターでロボットを使用する実験も行っている。同社は、2019年からFacebookのデータセンターインフラ運用の自動化と拡張のためのロボットソリューションを設計してきたデータセンターエンジニアリングロボットチームがあることを明らかにした。同社の既知のプロジェクトには、データセンター内の監視された環境で動き回るロボットなどがある。おそらくIBMのルンバのハックのようなものだろう。

スイッチ社のクレイマン氏は、将来、データセンターでロボットがより大きな役割を果たすようになると見ており、同社は独自のロボット「スイッチ セントリー」を開発した。これは基本的に、360 度カメラと温度センサーを車輪付きカートに搭載したもので、自律走行が可能だが、何か問題が起きると人間の作業員が遠隔で引き継ぐ。

スイッチ社はロボット工学を主力事業にしたいと述べており、自社製品を他社に提供したいとしているが、実際にそうした企業がいるかどうかは不明だ。しかし、ロボットやハイパースケール、その他のデータセンター運用を生み出す動きが限定的であるのは、エッジコンピューティングの成長、パンデミック、人工知能の大きな進歩という3つの主な要因によるものです。

クレイマン氏は、「現在、米国には約 8,000 社の民間警備会社と約 18,000 社の法執行機関があります。これは非常に細分化された市場であり、分散型およびエッジ インフラストラクチャが市場に参入する機会が増えるでしょう」と説明しています。

同氏は、スイッチとフェデックスがエッジコンピューティングデバイスの導入に取り組むことで、ロボットは安全機能を強化し、人間へのリスクを軽減し、遠隔操作者のように動作することさえ可能になると述べた。

実際、Switch の Sentry ロボットは、FedEx の自律配送ロボットと非常によく似ており、Segway の設計者 Dean Kamen が FedEx システムに組み込んだものと非常によく似たシャーシとクライミングホイールを使用しています。

特にパンデミックにより旅行が制限され、不要な訪問が控えられるようになったため、多くのデータセンター運営者は、従業員をメンテナンスのためにデータセンターに派遣する前に、リモートカメラを使用して状況を確認しています。

「私たちは、Armコアを搭載したNvidia Jetson GPUを搭載した小型ロボットを購入しました。これは、動き回る2輪のタブレットのようなものです」と、英国のケンブリッジ1データセンターでNvidiaのスーパーコンピューターを構築しているマーク・ハミルトン氏は語った。

同社は最終的に自動ドアを改造し、ロボットがデータセンターのホットアイルとコールドアに支障なく進入できるようにした。

「パンデミックが終わった後も、ロボットを使うつもりです。専門家が現場にいて管理する必要がなくなるからです」と彼は語った。これは、コンピューター室は長期間の人員配置には適していないためであり、また、このロボットは、顧客がデータセンターに入って操作することを望まないホスティングサービスプロバイダーにとっても有用である。

Cambridge-1 に自動ドアを後付けすることは、ほんの小さな一歩に過ぎませんが、人間ではなくロボット向けに設計された最初のデータ センターであると言えます。

「データセンターを人間向けに設計する必要がなくなったらどうなるでしょうか。小型ロボットが作業を行うなど、その要件がなくなると、データセンター内の環境が変化する可能性があります」と、データセンターの標準化団体であるアップタイム インスティテュートの研究担当副社長、ロンダ アシエルト氏は問いかけます。「建物の間に、より背の高い円筒形のデータセンターを設置することもできます。酸素は必要なく、高温でも稼働または操作できるかもしれません。その可能性にワクワクしています。」

データセンターでこれらの開発の可能性を実現するには、ロボットの動作方法と世界を理解する方法を大幅に改善する必要があります。 「ロボットナビゲーション、コンピュータービジョン、動作計画、そしてロボットでこれらを行うためのデバイス用ツールなど、現在開発中の技術もあります。これらの技術はここ数年で飛躍的に進歩しました」とカヴァ氏は語った。しかし、これが実現するまでにはまだまだ長い道のりがあることも認めた。

現実世界でのロボットの開発とテストをスピードアップするために、仮想世界でロボットをシミュレートしたいと考える人もいます。 「ロボットを開発し改良するのと同じようにソフトウェアを構築することを想像してください。そのソフトウェアはシミュレーションで10万回のテストを実行し、最後に統計情報を得ることができます」とユニティの人工知能担当上級副社長、ダニー・ランゲ氏は語った。彼の会社は同名のビデオゲームエンジンの開発で最もよく知られているが、現在ではそのシミュレーションプラットフォームがロボット工学などの業界に再利用できると考えている。

「私たちがロボット工学に参入したのは、ユーザーの要望があったからです」と彼は言います。「これまで多くのロボット開発者が Unity の使用を試みてきましたが、欠点もありました。私たちがやったことは、基本的にゼロから始めて、それらの問題をすべて解決することでした。ゲーム エンジンとして、Nvidia の物理エンジンと接続用の API を追加しました。基本的には、一般的なロボット モデルをモデル化するためのロボット工学者の一般的なニーズです。」

現在、同社はロボットのシミュレーションだけでなく、シミュレーションされた時間やさまざまなシナリオがロボットに与える影響を理解するのに役立つデジタルツイン技術の開発を望んでいます。 「家庭用ロボットをテストしたい場合、ロボットが移動できる何百万通りもの家具レイアウトを生成できるようになりました」と彼は語った。「3D モデルが重要だと多くの人が言っています。実際には 4D です。なぜなら、ロボットはシーケンスを持っているからです。ロボットは 1 つの状態から別の状態へと移動します。」

それでも、シミュレーションは、ロボットが予測不可能な人間とやりとりしなければならない場合には特に、あまり役に立ちません。これは、これらのテクノロジーの本格的な導入には至っていない長期にわたる自動運転車のシミュレーションや実世界でのテストで明らかになっています。

事故は常に起こる

データセンターでは、企業は自動運転車のパイロットプロジェクトほどロボット関連の事故を公表しない可能性が高い。しかし、それらは起こるのです。グーグルのデータセンター請負業者の責任者、シャノン・ウェイト氏はメディアのインタビューで、同社では従業員が重いバッテリーラックを持ち上げるのを補助するために自動化機械を使用していたが、数週間後に負傷者が出たためテストは中止されたと述べた。グーグルはメディアのコメント要請には応じなかった。

「現実と理想の間には常にギャップがあります」とランゲ氏は言う。「ロボットの何かが企業のシミュレーションと異なる可能性があります。私たちはノイズやランダム化を多用してそのギャップを縮めようとしていますが、それでもギャップはあります。」

ロボットソリューションがさらに登場するにつれて、データセンター運営者はこの点を念頭に置く必要があります。これらは、遠隔地のエッジロケーションを巡回・管理したり、パンデミック時に施設を仮想的に訪問したり、人間が扱うのが難しい重機を移動したりする方法を提供できる可能性があります。そして将来的には、そこで働く人々のことを考慮せずに、データセンターが完全に再設計されることが許される可能性もあります。

しかし、ロボット自体はリスクを伴い、人身事故やサーバーの損傷、セキュリティリスクの発生を避けるために注意して導入する必要があります。

「これから何が起こるかを見るのは本当に楽しみです」とクレイマン氏は語った。「私たちは不確実性に対する恐れや懸念を脇に置く必要があります。自律的でインテリジェントなシステムの導入により、近い将来に直面する可能性のある多くの課題が解決されると考えています。」

しかし彼は、「人間中心のソリューションを模索することは、私たちの重要なインフラを支える人間の能力を高めることにつながる」と付け加えた。