サーキュラーエコノミーの新指標 GCP v1.0が企業にもたらす3つの効果（実務編）

サステナブルな産業と社会へのインパクトを創出するAIの次なる成長領域：フィジカルAIへの参入戦略

2026年8月4日

フィジカルAIへの課題解決による日本企業の参入戦略は？

企業が現場で培ってきた技術・ノウハウをAIに組み込み、センシングやロボティクスを通じて現実世界と接続するフィジカルAIは、現場の自動化・省人化、技術継承、生産性向上を実現する重要な成長領域です。特に、高精度なセンシング、ロボティクス、現場実装力などの日本の強みの知財・無形資産（アセット）を生かせる余地が大きく、レジリエントでサステナブルな社会を支える基盤となります。

要点

製造・物流・インフラなどの現場で培った改善力や熟練知を知的財産とし、これをAI化することで、自動化・省人化、技術継承、品質安定化を実現できる。
日本が強みを有するセンシング、ロボティクスは、現場データの取得と物理的な出力を担い、AIの価値を現場で実装する鍵となる。
人手不足、インフラ老朽化、医療・介護負担、防災・安全対応などの社会課題に対し、生産性向上とレジリエンス強化を同時に実現し、サステナブルな社会形成の基盤産業となりうる。

なぜ今、「フィジカルAI」なのか

先進国では、少子高齢化による慢性的な労働力不足や、インフラ・エネルギー・交通などへの安全・レジリエンスに対する社会的要請、脱炭素に向けた規制強化とそれに伴うモニタリング・改善などの課題が同時に顕在化しており、産業や生活を支える物理的なシステムの自動化・スマート化が求められています。とりわけ製造業、物流、建設、インフラ管理、医療・介護などの「物理的作業」を伴う領域では、サイバー空間のIT化やAIのみでは課題解決に限界があります。これに対し、AIを現実世界の実空間で活用する「フィジカルAI」が、この社会課題を解決し、サステナブルな社会の構築に向けた新しい成長機会として取り込める可能性があるという点でも注目されています^※１。

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フィジカルAIとは、ロボットや車両などフィジカルに実空間と接するデバイスとその周辺環境のセンシングデバイスと、クラウドを含むAIとの接続により、実空間の状況を認識・判断して自律的に動作し、物理的なアウトプットを提供するAIの仕組みです。近年の日々進化するAIはサイバー空間にとどまらず、実空間の物理的な状況や法則を理解して自律的に最適な動作を実現する段階に至り、世界的に注目が高まっています。持続可能な社会の実現には、実空間とサイバー空間を横断的に橋渡ししてサービスを提供するフィジカルAIが不可欠な要素となりつつあります^※２。

日本、米国、中国などを中心に各国がフィジカルAIを戦略分野と位置づけていますが、その背景は異なります。日本は人口減少による人手不足の補完、米国は高賃金化に伴う人件費削減や安全保障、中国は製造業高度化による労働力不足解消が主な焦点となっています※３※４。フィジカルAI市場は2030年までに約4,900億米ドル（約4,300億ユーロ、1ユーロ＝1.14米ドル換算）に達すると見込まれています※5。部品・制御・品質管理・安全設計・設備保全などの要素技術を有し、恒常的な人手不足という課題も抱える日本において、企業にとっては、強みを生かすとともに、社会実装するべき市場が目の前に存在するという点で、今後大きな成長が見込めるビジネスのチャンスとなります。実空間でのデータ取得や動作など、実空間とサイバー空間の接点でのインプットとアウトプットの技術を確立し、事業の優位性を確保するとともに、サステナブルな社会の構築に貢献できる新たな事業に進出できる可能性があります。知財・無形資産や、人に存在するノウハウを人的資本活用として捉えることで、広い用途で新たなビジネスとして展開できる可能性があります^※1。

フィジカルAIが変える産業と社会の姿

フィジカルAIは、ロボティクスと高度なデータ分析による自律的判断と行動の提供により、幅広く社会に変革を起こすと期待されています。製造・物流の自動化から都市のインフラ管理、さらには医療・ヘルスケア現場での省力化まで、AIが実空間のプロセスを最適化し、その結果として生産性の飛躍的な向上と併せて省人化、省エネルギー化による労働環境の改善と環境負荷の低減が進みつつあります。

図１：フィジカルAIの産業別実装事例^{※1※6～※11}

物流	Amazon（米）では約300の物流拠点に100万台超のロボットを導入し、人との協働による仕分け・搬送を自動化した。これにより出荷リードタイム短縮やパイロット段階で25%の効率向上を達成し、ロボットによる自動梱包で無駄な梱包資材も削減している。
製造業	Foxconn（台湾）はデジタルツイン技術で製造ラインを仮想シミュレーションし、ロボットを活用した自動化を推進している。新システム導入期間を40%短縮し、組み立て過程のミスも25%削減する成果を上げている。
生活サービス	Cala Health（米）は、皮膚上の電極で末梢神経に電気刺激を与え、手足の動きを測定しながら刺激条件を調整するニューロモデュレーション治療デバイスを提供。パーキンソン病向けに、症状を抑制するウエアラブル医療デバイスによる、FDAを取得している。
建設・土木	Built Robotics（米）は、メガソーラーの施工における自律掘削、自律くい打ち、自律トレンチ施工の商用導入を先導し、既に40件以上、5万時間以上の安全運転実績を示しており、24時間稼働の自律くい打ちの実現による、人手不足な状況の継続施工を実現している。
インフラ	QOMPLXは（米）設備の不正操作や構成変更の兆候を検知すると、ネットワークポリシーや外部管理システムと連携してアクセス制御や通信制限を実行することで、自動連携・制御し、リアル設備の稼働リスクを未然に低減する協調的なフィジカルAI運用を実現する。
自動運転	Waymo社（米）は都市部で自動運転タクシーのサービス展開を進めており、都市交通の形を変えつつある。高度なAI制御で安全な走行を目指し、試乗を通じて利用者の信頼醸成に努めている。
医療・介護	AstraZeneca社（英）はロボットとAIを統合した自動化研究施設iLabを構築。創薬の反復プロセス（設計・合成・試験・分析）全体を自動化し、新薬候補の特定に要する期間を現在の半分に短縮することを目指している。複数化合物の並行合成・評価が可能となり、研究効率の大幅な向上が期待されている。
安全・警備・防災	Asylon（米）は、Boston Dynamicsの四足歩行ロボット「Spot」をベースとした「DroneDog™」と、自律ドローン、AI画像解析、遠隔監視センターを組み合わせ、発電所、水処理施設、パイプライン、データセンターなどの重要インフラを、24時間365日の自律監視・警備するサービスを提供している。累計25万件超の自動警備ミッションと15万マイル超の巡回実績を有し、フィジカルAIによる警備・防災領域での商用化を実現している。

一方で、さらなるフィジカルAIの導入拡大には、まだ技術的ボトルネックがあり、これらを解決するため、大手企業、ベンチャー企業、研究機関などで積極的な開発と実装が進展してきています。

図２：フィジカルAI領域の技術課題^※5※12

技術課題	課題概要
感知（センサー）	特定環境で高精度に動作するセンシングも、実際の工場や生活環境では、性能が著しく低下する。カメラ等の視覚センサーのみでは限界があり、ロボットが対象を正確に検知・把持することが難しい。
作動（アクチュエーション）	ロボットが人間に迫る巧みな動作や精密な力加減を実現し、長時間にわたって安定稼働することは課題である。対象との接触を伴う作業では位置ずれ・振動への対応など高度な力制御技術が必要。また、バッテリー持続時間や熱管理を改善し、継続的な長時間稼働が可能な充電システムが必要である。
統合	レガシー設備や独自プロトコルの制御機器を、MES・ERP・クラウドなど現代のITシステムとシームレスに統合させることに課題がある。既存の生産設備からデータを取得・活用するには、従来はPLC（シーケンサー）のプログラム変更や複雑なプロトコル変換が必要で、OT（制御技術）とIT間のギャップが存在する。
意思決定	未知の作業や複数のロボットプラットフォームをまたぐタスクに適応する汎用的な判断能力を持たせることに課題がある。多くはいまだ個別タスクに特化し、新たな作業や環境に直面するたびに大量のデータで再学習する必要がある。少ないデータからでも迅速に学習できる意思決定基盤の開発が重要。
セキュリティ	IoT化が進む中でサイバー脆弱性への対策は必須である。従来、産業用機器はインターネット接続を前提としておらず、十分なセキュリティがない場合がある。その結果、ネットワークに接続されたOTデバイスがサイバー攻撃の標的となるため、リスクを低減する包括的な対策が求められる。

これらの課題に対する解決では、米国や中国の大手ハイテク企業だけが主役ではありません。EYの知財分析手法により有望企業（特許の偏差値平均が高い企業）を抽出すると、例えば各課題に対して特化した有望技術を保有する企業が浮かび上がってきます。これらの有望技術と日本企業の保有する要素技術や、さらには、長年の現場の課題に対峙し解決してきた現場の実装力を無形資産（アセット）の強みとして活用し、これと組み合わせたオープンイノベーションを推進することで、フィジカルAIのキープレイヤーとして参入し、社会の広範な課題を解決する次なる成長事業を展開できる可能性があります。

EY知財情報分析による有望機関（偏差値平均が高い企業）の抽出イメージ

黄色：出願数に比して質の高い有望技術を保有、ダークグレー：多数の出願があるものの玉石混交、ライトグレー：出願が一定程度あるものの質が低い企業　※特許データはClarivate社の情報より分析

図３：各課題解決技術を保有する有望プレイヤー（例）^{※7※9※13～※22}

技術課題	解決技術の有望プレイヤー（例）
感知（センサー）	Darktrace：OTネットワークに接続された機器の通信や操作ログを“仮想センサー”として常時収集し、通常時の挙動パターンをAIが学習。異常な操作や通信を検知すると、自律的にアクセス制限などの対応を実行することで、現場機器の誤作動や停止につながる攻撃を未然に防ぐセンサードリブンなフィジカルAI防御を実現する。 Gecko Robotics：超音波等の非破壊検査センサーを交換可能なモジュールとしてロボットに搭載し、高温設備や有毒ガス環境下でも配管・タンク表面の腐食や肉厚減少を継続計測。可動式センサーフレームにより検査対象に応じた最適な接触・配置で高精度データを取得できるため、人が立ち入れない危険環境でも劣化兆候を早期に検知するセンサードリブンな予知保全を実現する。
作動（アクチュエーション）	Moon Surgical：手術用ロボット「Maestro™」は、モーター駆動関節とアクチュエータにより術具操作に応じた慣性力補助や動作補助制御を実行。さらに術式に応じたロボットアームの自動ポジショニングを実現することで、執刀医との協調操作下で安全性と操作性を両立するフィジカルAI型アクチュエーションを提供する。 Cala Health：皮膚上に配置した電極型アクチュエータにより末梢神経へ経皮的な電気刺激を与え、振戦の原因となる神経ネットワーク動態を非侵襲的に調整。内蔵センサーで四肢の運動データや神経系における活動データを取得し、AIが刺激周波数・振幅を個別最適化することで、リアルタイムに治療効果を高める閉ループ型フィジカルAIアクチュエーションを実現する。
統合	QOMPLX：発電所やスマートビル、製造ラインに接続されたIoT機器や制御システムの通信挙動を分散センサーで常時監視し、物理資産ごとの状態をサイバー空間上の「フィンガープリント」として統合管理。設備の不正操作や構成変更の兆候を検知すると、ネットワークポリシーや外部管理システムと連携してアクセス制御や通信制限を実行することで自動連係・制御し、リアル設備の稼働リスクを未然に低減する協調的なフィジカルAI運用を実現する。 Sortera：都市鉱山リサイクルにおいて混合金属スクラップや使用済み自動車に含まれる多様な金属混合物を対象に、画像センサーが取得した視覚データから化学組成の差異を示す特徴量を抽出。学習済みニューラルネットワークがサイバー空間上で材料クラスを識別し、その分類結果を基にコンベヤー上のロボット分離装置がリアルタイムに自動選別を実行することで、物理的選別工程とデジタル解析を統合・協調制御するフィジカルAI運用を実現する。
意思決定	Digital Global Systems（DGS）：空港周辺での不審ドローン電波検知、スマートシティの通信混雑、工場内IoT干渉といった電磁環境をRFセンサーが常時監視し、AIが妨害源の特定、電波の分類、位置特定、アラート発報を即時に自動実行。従来人手で行っていた電波状況の分析やチャネル再設定は不要となり、人間は優先度ルールや運用ポリシーの設計・監督に専念することで、安全かつ継続的な通信維持を実現するフィジカルAI運用を可能にする。
セキュリティ	AtomBeam：IoT／エッジコンピューティング環境において、エッジ側で取得したセンサーデータを高効率に圧縮・変換し送信。圧縮データのままクラウド側で解析可能なコードワード化処理により、通信遅延を抑えたリアルタイム処理・解析、盗聴・改ざんリスクを低減するデータ難読化を両立し、実空間とサイバー空間をまたぐ安全な運用基盤を実現する。 Symmera：工場のセンサーや制御装置などのIoT/OT機器に対し、KDS（鍵配布サービス）を用いて事前共有鍵（PSK）をオンデマンドで自動配布・更新。証明書不要でレガシー設備も含めたデバイス認証と通信暗号化を実現し、将来的な解読リスクにも対応。不正機器の接続やデータ改ざんのリスク低減を図り、フィジカルAIのリアル・サイバー両面の安全な運用基盤を提供する。

日本企業の勝ち筋

フィジカルAIの潮流の中で、これまでのAIと同様、膨大なデータを持つ先行企業に追いつくことは、参入が遅れるほど困難となります。一方で、フィジカルAIには、高品質なセンサーや制御機構などの実空間とサイバー空間をつなぐハードが不可欠です。そして、日本企業はロボットを含む機器技術やセンシング技術、ローカルネットワークなどの技術においては世界的な強みを持ちます。この強みを生かし、単なる部品供給から脱却して、自社ハードを核にフィジカルAIの課題を解決するコア技術を提供するとともに、将来的なプラットフォームの提供者となる戦略が重要です。そのためには、単一の企業での努力だけでなく、業界を横断した連携によるオープンイノベーションにより、米国や中国などの巨大プラットフォーマーに対峙することが不可欠です。

日本では、現場の技術、品質管理、安全設計、設備保全などのノウハウの蓄積が既にあり、これらを知的財産としてAI基盤に組み込むことで、競争力のあるデータ基盤の構築が可能と考えられます。一方で実空間とサイバー空間を相互に補う積極的な協業を進め、自社の学習モデルを社会にとって必要不可欠な存在へと高める必要があります。

政府の1兆円規模の支援策は、日本企業にとっては追い風となり、また、少子高齢化に伴う急速な労働力不足は、むしろ労働力をフィジカルAIで置き換えることで、世界に先行して実証とデータの蓄積が可能な市場環境を有するという強みにもなります。自社のこれまでの技術の強みを生かし、フィジカルAIの社会実装の実績を増やすことが、日本企業にとって世界でサステナブルな社会の構築に向け、価値を創出し続ける企業のサステナブル成長の鍵となります^※１。

※1　野村総合研究所（NRI）「CES 2026現地報告：生成AIから「フィジカルAI」へ。加速する社会実装と日本企業の生存戦略」
www.nri.com/jp/media/column/mcs_blog/20260316.html（2026年3月16日）

※2　NTTPCコミュニケーションズ「物理世界とAIの融合：フィジカルAIが切り拓く自律システムとソリューションの最前線」
www.nttpc.co.jp/gpu/article/knowledge21_physical_ai.html（2025年12月10日）

※3　AUVSI Partnership for Robotics Competitiveness White Paper
www.auvsi.org/wp-content/uploads/2026/02/AUVSI-PFRC-Whitepaper.pdf, 2026.

※4　The Global Impact of AI: Mind the Gap, IMF
www.imf.org/-/media/files/publications/wp/2025/english/wpiea2025076-print-pdf.pdf, April 2025.

※5　“Physical AI: Intelligence in motion, ” Strategy&
www.strategyand.pwc.com/de/en/industries/telecommunication-media-and-technology/physical-ai.html, 3 March 2026.

※6　 “Physical AI is changing manufacturing – here's what the era of intelligent robotics looks like, ” WEF
www.weforum.org/stories/2025/09/what-is-physical-ai-changing-manufacturing, 9 September 2025.

※7　Advanced Technology X「Cala Health社がパーキンソン病向けウェアラブルでFDAを取得、直後に5000万ドルの調達も発表」
www.atx-research.co.jp/contents/trinity-capital-inc-provides-50-million-growth-capital-cala（2026年7月14日アクセス）

※8　Built Robotics
www.builtrobotics.com/about/company（2026年7月14日アクセス）

※9　QOMPLX LLC System and Method for Fingerprint Based Network Mapping of Cyber Physical Assets (U.S. Patent No. 11,991,154)
https://patents.justia.com/patent/11991154（2026年7月10日アクセス）

※10　“AstraZeneca iLab The automated lab of the future ,” AstraZeneca
www.astrazeneca.com/r-d/our-technologies/ilab.html（2026年6月11日アクセス）

※11　“Asylon Celebrates 250,000 Combined Security Missions and 150,000 Miles Walked by DroneDog,” Business Wire
secure.businesswire.com/news/home/20250715774448/en/Asylon-Celebrates-250000-Combined-Security-Missions-and-150000-Miles-Walked-by-DroneDog, 15 July 2025.

※12　“Physical AI: Taking human-robot collaboration to the next level,” Capgemini Research Institute
www.capgemini.com/wp-content/uploads/2026/04/CRI_Physical-AI-Report-Final-web-version.pdf, April 2025.

※13　Darktrace Operational Technology（OT）Cyber Security Solutions
www.darktrace.com/ja/products/operational-technology（2026年6月11日アクセス）

※14　“Wall climbing robots to inspect tanks and pipelines,” Digital Energy Journal
www.digitalenergyjournal.com/n/Wallclimbing_robots_to_inspect_tanks_and_pipelines/09af75aa.aspx, 1 August 2023.

※15　Inspection Robot Having Replaceable Sensor Sled Portions
www.freepatentsonline.com/y2020/0310456.html, 1 October 2020.

※16　“Moon Surgical’s Maestro System powered by NVIDIA Holoscan paves the way to next generation laparoscopy, with over 200 patients treated,” PR Newswire
www.prnewswire.com/news-releases/moon-surgicals-maestro-system-powered-by-nvidia-holoscan-paves-the-way-to-next-generation-laparoscopy-with-over-200-patients-treated-302092824.html, 19 March 2024.

※17　“Cala launches wearable to treat hand tremor in Parkinson’s,” Pharmaphorum
pharmaphorum.com/news/cala-launches-wearable-treat-hand-tremor-parkinsons, 16 June 2023.

※18　“Technology Sortera’s A.I. in the Circular Economy,” Sortera Technologies
www.sorteratechnologies.com/technology（2026年6月11日アクセス）

※19　“CLEARSKY™ RF Threat Detection & Spectrum Security,” Digital Global Systems
www.digitalglobalsystems.com/solutions/clearsky/（2026年6月11日アクセス）

※20　“AtomBeam’s Neurpac Increases Data Transfer Speeds, Decreases Storage Requirements, and Has the Potential to Strengthen Security,” PR Newswire
www.prnewswire.com/news-releases/atombeams-neurpac-increases-data-transfer-speeds-decreases-storage-requirements-and-has-the-potential-to-strengthen-security-302203683.html, 23 July 2024.

※21　“Technology Operational Risk Management in the Post Quantum Era,” Symmera
symmera.com/technology/（2026年6月11日アクセス）

※22　System and Method for Pre Shared Key (PSK) Based Secure Communications with Mobile Service Provider Authenticator (U.S. Patent No. 12,470,372 B2)
patentsgazette.uspto.gov/week45/OG/html/1540-2/US12470372-20251111.html, 11 November 2025.