車で通りかかると、高所作業車のバケットに乗った作業員が送電線の設置や修理をしている光景を目にする。しかし、この生命線を支える質素な木製電柱について、立ち止まって考えたことはあるだろうか。そして、天候、汚染、鳥、時間の経過によって受ける損傷や劣化について考えたことは。
米国の重要インフラは老朽化している──地上・地下の送電設備、上下水道施設、石油採掘・パイプライン、空調システムなどだ。米国の電力網の大部分は1960年代と1970年代に建設され、送電線の70%は設置から25年以上が経過し、標準的な50〜80年のライフサイクルの終わりに近づいている。木製電柱は劣化し、金属送電塔は錆び、地下導管は腐食、害虫、水害によって損傷する。上下水道や雨水排水パイプラインも同様の状況だ。これらすべての施設は、絶え間ない監視と修理を必要とする。実際に監視は行われているが、問題は、こうした潜在的な故障箇所に熟練した作業員と機材を派遣し、状態を記録し、必要に応じて是正措置を講じるというコストがかかることだ。
問題は、現在のプロセスが極めて非効率的であることだ──こうした監視業務の90%以上は健全なインフラを確認するだけで終わり、高額な人件費、機材、輸送費、その他のリソースの無駄となっている。さらに、この種の作業に従事する熟練労働者の確保は限られており、減少している。人的資源の観点から見ると、時間の10%しか生産的な修理に費やされないのであれば、モチベーションが低下し、高額な訓練を受けた労働力の離職につながる。熟練した作業員は、健全なインフラの監視に時間と労力を費やすよりも、問題を修理したいと考えている。
労働力不足の問題は、鉱業、農業、建設など、多くのブルーカラー自律化分野で経験されているものと類似している。これらの分野では、過酷な条件下で働く意欲のある熟練労働者の供給が限られている。フィジカルAIとAoT™（Autonomy of Things）は、こうした深刻な労働力不足の影響を劇的に軽減し、労働力に大きな技術スキルとモチベーションを加えてきた。
もし、自律的な監視と検査を行い、関連情報とプロトコルとともに熟練労働者を重要な修理現場に誘導するツールやシステムがあったらどうだろうか。もし、自動運転車、トラック、倉庫ロボット、ブルーカラー自律化など、他の隣接分野におけるフィジカルAI、AoT™、センシング、位置特定、コンピューティングの進歩を、ここで活用できたらどうだろうか。
これは最近まで存在しなかったが、今や登場している。読み進めてほしい。
BrightAI──重要インフラの未来を支える
BrightAIは、時代遅れの事後対応型の慣行を、センサーと人工知能（AI）駆動の先制的なオペレーションに置き換えることで、重要インフラ管理を変革している。同社は、所有者および運営者（民間・公共）と提携し、生産性、資本効率、持続可能性を向上させる。最先端のAI、センサー、自律技術を通じて、BrightAIはインフラ故障リスクを低減し、システムを将来に備えさせ、インフラの回復力を確保する。
アレックス・ホーキンソン氏は、BrightAIの創業者兼CEOだ。「IoTの父」として知られる同氏は、10年前にコネクテッドホームの状況を再構築したSmartThingsとIoTプラットフォームを率いた。SmartThingsは、10億台以上のコネクテッドデバイスをサポートし、25万人の開発者のエコシステムを育成するグローバルスタンダードに成長し、2014年にサムスンに買収された。ホーキンソン氏の現在の情熱は、回復力と効率性を再定義する、インテリジェントで先見性のあるソリューションで産業を変革することだ。この情熱の根底にあるのは、人間の生活に重要な分野──水、電力、空気、食料、気候──における持続可能性の追求だ。
2019年に設立された同社は、サンフランシスコ・ベイエリアに本社を置き、今年初めにシリーズAの資金調達ラウンドで5100万ドルを調達した。これは、Khosla VenturesとInspiration Capitalが共同で主導した。これは、家庭、都市、産業を支える重要セクターにサービスを提供する5万カ所以上の拠点に25万台以上のAIエンドポイントを展開し、累計1億ドルの売上高という印象的なマイルストーンを達成したことに続くものだ。同社の労働力は過去6カ月で2倍になり（現在175人以上）、成長を続けている。これまでに調達した資金総額は7800万ドルだ。
ホーキンソン氏によると、重要インフラに関する統計は、米国にとって警鐘となるべきものだという。
- パイプラインの漏水により、処理済み飲料水が毎日60億ガロン以上無駄になっている。
- 停電により、経済は年間1500億ドル以上の損失を被っている。
- 電力設備の故障により、さらに500億ドルの産業ダウンタイムが発生している。
この規模の問題を管理する鍵は、可観測性だ。資産の継続的な自律監視が不可欠だ。これらの観測に基づく先制的な行動が可能になり、生活、ライフスタイル、生産性への高額な混乱を回避し、もちろんそれが引き起こす財務的影響を排除できる。BrightAIのStatefulプラットフォーム（図1）は、物理世界のリアルタイムオペレーティングシステムのように機能する。エッジAI、マルチモーダルセンサーデータ、自律システムを融合させ、オペレーターに重要サービスがどのように機能しているかについて、リアルタイムで真の可視性を提供する。使用されるセンサーには、市販のカメラ（可視光および熱赤外線）、LiDAR、音響、GPSが含まれる。これらは、重要なポイントに静的に設置されるか、ドローンや専用ロボットに搭載されて移動し、すべてにエッジでインテリジェンスと意思決定を提供するオンボードコンピュートが搭載されている。
BrightAIは現在、以下の主要分野でインフラ運営者と協力している。
- 配電網：長距離およびラストマイル配電インフラを含む。山火事の脅威やその他の自然災害は、重大な問題と混乱を引き起こす。鍵となるのは、問題を継続的に監視し、問題を修正するために作業員を先制的に派遣することだ。これには、木製電柱や金属送電塔の損傷を監視し、修理または交換のために人間のスタッフを場所に誘導することが含まれる。
- 石油・ガス採掘：パイプラインを通じた石油・ガスの移動を監視し、漏れを含む。もう1つの重要な問題は、この石油の処理と輸送に使用される水を監視し、廃棄物流から残留石油を抽出することだ。実際、抽出された石油1バレルは、4〜5ガロンの廃水流を生み出す（20%の石油が混入）。テキサス州だけで1日あたり500万ガロンの石油が抽出されているため、この汚染水2000万ガロンを処理して、さらに400万ガロンの石油を抽出し、きれいな水流を作り出す必要がある。これは、継続的な監視を必要とする特別な施設で行われる。BrightAIは、これらの施設内を飛行するドローンにRGBカメラを設置し、他の機器指標（音響および振動センサーで監視）とともに運用状態を監視している。必要に応じて修理担当者が派遣される。
- 上水道配送、下水輸送、雨水排水：センサーを装備した特殊ロボットを使用してパイプラインをマッピングし、漏れや腐食を検出し、問題箇所を人間のオペレーターに警告し、修理を支援する。
- 空調監視：リアルタイム監視とAIインサイトを通じた先制的なメンテナンスと修理により、効率性と生産性を推進する。BrightAIのStateful OSは、事後対応型の「呼ばれたら修理に行く」アプローチから、先制的な「監視、診断、行動」サイクルへとシフトすることで、空調運用を変革する。
- 害虫駆除：食品加工および製薬工場における害虫活動の先制的監視。遅延検出とコンプライアンス上の課題につながる定期的な手動検査を排除し、継続的なリアルタイム監視とAI機能に置き換える。
ホーキンソン氏によると、「BrightAIは、社会が毎日依存している重要インフラ──水、電力、エネルギー、空調、石油・ガス──を近代化している。これらのシステムは依然として時代遅れの手動プロセスに依存しており、問題が発見されるのが遅すぎるか、作業員が間違った場所に派遣されることが多い。当社はリアルタイムの可視性をもたらし、オペレーターを適切なタイミングで適切な問題に誘導する。熟練労働者は、自分の時間が効率的かつ生産的に使われることを保証できるようになった」という。
上記の分野のうち2つにおける、BrightAIの顧客との役割についての議論が続く。
Osmose Utilities Inc.──電力網を強く、安全に、回復力のあるものにする
Osmoseは、長距離および地域配電網を監視している。同社は90年の歴史を持つ6300人の従業員を擁する企業で、腐食の特定と制御にルーツを持つ。そのスタッフは、現場技術者、専門エンジニア、木材科学者、腐食専門家、応用データサイエンティストで構成されている。同社は、電力会社と舞台裏で協力し、より賢明な意思決定を行い、リスクを効率的にターゲットにし、資本の慎重な配備を可能にしている。
1934年にニューヨーク州バッファローで、単一の木材防腐剤特許を持つ起業家グループによって設立された。Osmose Wood Preserving Company of Americaは、鉱山の坑道や鉄道橋を支える木材を処理・保存するために、鉱業および鉄道業界の企業にOsmoSaltsを提供した。90年以上の運営、いくつかの買収と売却、企業秘密と知的財産の大幅な開発を経て、Osmoseは現在、エネルギーおよびインフラサービス業界で30年のベテランであるマイク・アダムス氏がCEOを務めている。同社はスウェーデンのプライベートエクイティ企業が所有している。同社は、その歴史的な成果と経験を活用して、以下の分野で電力会社が資産を評価、修理し、資産寿命を延ばすのを支援している。
1）ラストマイル、送電用木製電柱：おなじみの木製電柱の寿命は50〜100年だ。典型的な中規模電力会社は約100万本の電柱を持ち、それぞれの設置コストは1万5000ドルだ。地下の木材腐朽は、天候、土壌、昆虫、汚染によって引き起こされる問題だ。これを早期に特定し、是正措置（Osmoseの木材防腐剤や支柱などの構造補強）を適用することで、寿命を延ばし、資本を保全し、停電を最小限に抑えることができる。Osmoseの電力網構造専門家は、リスク情報に基づき、ターゲットを絞り、データ駆動型の、構造的なResiliency as a Service（RaaS）®プログラムを開発した。これにより、電力会社は5倍速く実行でき、5倍のコスト削減が可能になり、電柱の寿命を40年以上延ばすことができる。図2は、構造的電柱補強ソリューションの例を示している。
2）長距離金属送電塔：送電線は鋼構造物によって支えられており、その多くは予想される耐用年数を超えて老朽化し、腐食、嵐、野生動物、汚染に対して脆弱だ。Osmoseのソリューションは、送電構造物をより回復力のあるものにし、経年劣化を防ぎ、嵐の際の連鎖的な故障を最小限に抑えるのに役立つ。
3）地下導管および送電インフラ：OsmoseのPower Surveyは、MAAV®（Mobile Asset Assessment Vehicles）の先進技術に依存しており、地下配電システムにおける高インピーダンス故障の検出に焦点を当てた高度な電界検出システムを使用して、接触電圧故障に関連する問題領域を特定する──通常、IOU（投資家所有電力会社）向けの都市部および市街地環境だ。Osmoseはまた、構造状態、ケーブルおよび機器の状態を評価する目的で、ドローンを使用して地下インフラ（地下室およびマンホール）にアクセスする（図3）。
これに加えて、Osmoseは上記3つの分野全体で技術サービスも提供しており、90%は米国に、10%は他のグローバル市場に焦点を当てている。
欠陥を理解し予測する鍵は可観測性だ──BrightAIは、ドローンベースのカメラ、LiDAR、その他のセンサーデータに基づくAIベースの予測故障およびリスク分析と、Osmoseの構造評価および履歴データを組み合わせて、混乱が発生する前にリスクと故障を予測することで、これをもたらしている（図4）。BrightAIのソリューションを使用することで、先制的、自律的、リアルタイムの資産監視が提供され、非生産的なトラック派遣が最小限に抑えられ、修理が必要な特定の場所に熟練スタッフが派遣される。また、人間がこのデータを分析する必要がなくなり、エッジで自動分析が提供される。
BrightAIとの今後の取り組みは、地上資産に監視・コンピューティング・分析デバイスを設置し、現場でサービス決定を行うことだ。マイク・アダムス氏によると、「AIの真の価値は、成果ベースのサービスを可能にすることにあり、データは各トラック派遣が適切なタイミングで適切な機器をターゲットにし、顧客リスクをより適切に管理することを保証する。BrightAIのような企業とのパートナーシップを通じて、Osmoseは電力会社へのこの変革の提供の最前線にいる」という。
Azuria──私たちは水を知っている
Azuria（Azure、青空から）は、下水、雨水、飲料水パイプライン向けの最先端技術と業界をリードする修復ソリューションを提供している。50年前に設立され、フロリダ州タンパに本社を置き、ミズーリ州セントルイスに研究開発拠点を持つ。同社は1981年に上場し、いくつかの企業を買収し、2021年に再び非公開となった。その際、New Mountain Capitalがすべての発行済み株式を購入した。現在、世界中で2300人を雇用している。主要な知的財産、経験、ノウハウは、パイプラインを高額な交換、掘削、その他の建設コストなしで修理するために使用される、元々の発明（1971年）である現場硬化型（CIPP）ライナーにさかのぼることができる。水、電力、石油・ガス、再生可能エネルギー、通信業界で25年のグローバル経験を持つインフラエグゼクティブであるロブ・タルマン氏が、現在の社長兼CEOだ。
他の重要インフラと同様に、上下水道、排水、雨水送水管ネットワークは1世紀以上前のもので、大幅な投資とメンテナンスが必要だ。タルマン氏は以下を挙げている。
- 処理場から送り出される飲料水の20%が漏水により無駄になっている。
- 下水パイプラインへの雨水漏水は、処理場に重大な容量問題を引き起こしている。
- 飲料水および下水用の給水塔とパイプは、継続的な監視と修理を必要としている。
- パイプの破損や漏水による地下浸水は高額な問題であり、先制的に対処する必要がある（図5）。米国環境保護庁（EPA）は、年間最大約7万5000件の下水道溢水（SSO）が発生していると推定している。Azuriaは、この重要インフラを監視、維持、修復し、コミュニティが高額なSSOおよび関連する生活の質への影響を回避するのを支援している。
Azuriaは、水道事業者、自治体、上下水処理場と協力して、私たちの生活の質に毎秒影響を与えるこの重要インフラの一部を監視・修理している。同社は約4000のそのような事業体を顧客として数え、年間約100万フィートの地下パイプを修理している。これの鍵となるのは継続的な検査であり、同社はこれを行うために特別に設計されたパイプラインロボットを使用している（図6）。
Azuriaは、BrightAIと協力して、熱赤外線カメラとLiDARをロボットヘッドに統合し、エッジコンピュート機能とともに提供している。これにより、初期故障の先制的な検知と、差し迫った故障箇所への作業員派遣が可能になる。鍵となるのは、AzuriaのCIPPプロセスを使用してパイプを修理することだ。5段階のプロセスを図7に示す。
タルマン氏は、BrightAIとの協力について次のように述べている。「BrightAIの技術は、当社のロボットに高度なセンサースイートを備えた頭脳を与え、パイプライン内の特徴検出を可能にする。これは以前は不可能だったことだ。当社は、オフィスではなく、作業現場でより多くを見て、情報に基づいた意思決定を行うことができる。監視を超えて、ロボットは従業員が行動を起こすための作業範囲を明確に特定するための行動も取ることができ、最終的にはロボット自身がその行動を取る。これはロボットとオペレーターの両方にとって真のウィンウィンだ。全体として、BrightAIとの協力により、作業あたりの時間短縮、精度向上、プロジェクト品質の向上、スタッフ定着率の改善がもたらされる」
ブルーカラー自律化は、フィジカルAIとAoT™革命の隠れた立役者であり、建設、物流、鉱業、空港運営、廃棄物管理などの産業で、多くのファンファーレやドラマなしに運用されている。重要インフラ監視は、遠隔地や物理的に厳しい環境における人間の労働条件を緩和するために、AIとセンサーの使用を必要とするブルーカラー分野だ。これは、人間のスキルと才能が自律化とフィジカルAIと協調して働くことに集中するのを助け、従業員の定着と満足、財務健全性、運用効率の向上を可能にする。
