【初心者歓迎】フィジカルAI入門！生成AIとセンサーで学ぶ体験講座

■ AIが「現実世界」で活躍する時代へ
ChatGPTをはじめとする生成AIの登場によって、文章や画像、プログラムなどを、誰もが簡単につくれるようになりました。

そして今、AIの活躍の場はパソコンやスマートフォンの画面の中から、現実の世界へと広がり始めています。

例えば、
周囲の状況を認識し、自動で走行する自動運転車
人間の代わりに作業を行うロボット
センサーで状況を把握し、設備を自動制御するスマート工場

こうした技術の発展において注目されているのが、「フィジカルAI（Physical AI）」です。

フィジカルAIとは、現実世界の情報を認識・理解し、状況に応じて判断・行動するAI技術のことです。

言葉を生成するだけでなく、現実の環境と関わりながら動くAIは、私たちの暮らしや仕事をどのように変えていくのでしょうか？

この講座では、フィジカルAIの基本的な考え方や活用事例を学んだ後、実際にセンサーや電子部品を使い、その仕組みを体験します。

AIやプログラミングの専門知識は必要ありません。

インターネットにつながるスマートフォンを使い、生成AIに相談しながらプログラムを作成するため、初心者の方でも実際に装置を動かすところまで体験できます。

ニュースやビジネスの話題で耳にする最先端技術を、知識として学ぶだけでなく、自分の手で体感してみましょう。

■ この講座で学べること・体験できること

① フィジカルAIとは？ AIの進化と活用事例を学ぶ

まずは、AIの基本的な考え方から、フィジカルAIが注目されている背景まで、初心者の方にも分かりやすく解説します。

AIと生成AIは何が違う？

フィジカルAIとは、どんな技術？

自動運転やロボットには、どのような仕組みが使われている？

AIが現実世界で動くためには、どんな技術が必要？

フィジカルAIによって、私たちの仕事や生活はどう変わる？

専門用語の暗記ではなく、身近な事例を通じて、技術の全体像を理解することを目指します。

② 現実世界を認識する「センサー」に触れてみよう

フィジカルAIが現実世界で活動するためには、周囲の状況を知る必要があります。

例えば、自動運転車はカメラやセンサーなどを使って周囲の情報を取得し、ロボットはセンサーから得た情報をもとに動作します。

今回のワークショップでは、こうした技術の基本となるセンサーと、小型のマイコン「ESP32」を使用します。

実際に電子回路を組み立てながら、

センサーはどのように現実世界の情報を取得するのか
マイコンはどのような役割を果たすのか
プログラムによって装置の動作がどのように決まるのか

を体験します。

電子回路の組み立てには「ブレッドボード」を使うため、はんだ付けは必要ありません。

③ 生成AIを使ってプログラムを作成しよう

サンプルを元にしつつ、生成AIに自分が実現したい動作のプログラムを出力してもらいます。

例えば、生成AIに

「LEDを1秒ごとに点滅させるプログラムを作って」
「センサーの測定値によって、LEDの動作を変えたい」

といった指示を出すことで、装置を動かすためのプログラムを作成できます。

作成したプログラムは専用のWebシステムでコンパイルし、Wi-Fi経由でESP32に書き込みます。

パソコンも、プログラミング経験も必要ありません。

この体験を通じて、生成AIを単なる文章作成ツールではなく、実際のものづくりを支援する道具として活用する方法を学びます。

④ 「感知する → 判断する → 動作する」を体験しよう

フィジカルAIを理解するうえで重要なのが、現実世界の情報を取得し、その情報に基づいて行動する仕組みです。

例えば、

「人が近づくと、センサーが反応してLEDが点灯する」

という装置を考えてみましょう。

この装置は、次の3つのステップで動作します。

1. 感知する（センサー）

センサーを使って、周囲の距離などの情報を取得します。

2. 判断する（プログラム）

取得した情報をもとに、どのような動作を行うか決定します。

3. 動作する（電子部品）

判断結果に応じて、LEDなどの電子部品を動かします。

今回の実習では、まずシンプルな条件分岐プログラムを使って、この仕組みを再現します。

高度なフィジカルAIでは、こうした判断にAIモデルが活用され、より複雑な状況にも対応できるようになります。

小さな電子回路を実際に動かすことで、ロボットや自動運転などの高度なシステムにも共通する基本的な構造を理解できます。

⑤ 自分のアイデアを実際に動かしてみよう

基本的な動作ができたら、生成AIと相談しながら、自分なりの動作を考えてみます。

例えば、

センサーの反応する条件を変える

LEDの光り方を変える

複数の条件を組み合わせて動作させる

身近な課題を解決する仕組みを考える

など、自由にアレンジできます。

思いどおりに動かなかった場合は、原因を考え、生成AIと相談しながらプログラムを修正します。

「アイデアを考える → AIを使ってつくる → 実際に試す → 改良する」

というものづくりのプロセスを体験しましょう。

■ AIを「知る」から「使ってつくる」へ

この講座で大切にしているのは、難しいプログラミング言語を覚えたり、高度な数学を理解したりすることではありません。

AIという技術が、現実世界の装置やシステムとどのようにつながっているのかを、実際の体験を通じて理解することです。

生成AIによって、専門的な知識がなくても、アイデアをプログラムに変え、実際に動くものをつくることが容易になってきました。

これからの時代、重要になるのは、AIの使い方を知ることだけでなく、AIを使って何を実現したいかを考えることかもしれません。

本講座が、フィジカルAIや新しいテクノロジーへの理解を深め、自分自身の仕事や暮らしへの活用を考えるきっかけになれば幸いです。

■ AI業界の実務経験を持つ、物理学博士が解説

本ワークショップを企画・運営する代表は、物理学の博士号を取得後、AIベンチャーでエンジニアやマネージャー、コンサルタントとして経験を積み、現在は科学技術を活用した教育・事業開発に取り組んでいます。

宇宙や素粒子に関する研究に加え、実際の観測装置の開発や電子工作を活用した教育活動にも携わっています。

AIの技術的な仕組みだけでなく、実社会でどのように活用されるのかという視点も交えながら、初心者の方にも分かりやすく解説します。

専門知識がなくても、最先端の技術に触れられる。

そんな体験型の学びを、ぜひ楽しんでください。