中国p站

株式会社中国p站（本社：東京都港区、社長：蓮輪賢治）は、建設重機のオペレーターが重機の先端部が触れた物体の力や動き、触覚を得ながら作業できるよう、庆应义塾大学（理工学部システムデザイン工学科専任講師 野崎貴裕、グローバルリサーチインスティテュートハプティクス研究センター（センター長：村上俊之（理工学部教授）））と共同して、力触覚（※1）を再現する技術「リアルハプティクス」を油圧駆動の建設重機に適用するためのシステムを開発しました。

「リアルハプティクス」は、庆应义塾大学グローバルリサーチインスティテュートの大西公平特任教授が発明した「現実の物体や周辺环境との接触情報を双方向で伝送し、力触覚を再現する技術」です。人間は物体に触っただけで、それが鉄のように硬いのか、スポンジのように柔らかいのか、風船のように弾力があるのか、そして触っている物体が自律的に動いているかを即座に感じることができます。

従来のロボットの多くは力触覚を持たず作动していますが、「リアルハプティクス」を用いて、ロボットに力触覚を与えるとともに触れた物体の力触覚を伝送することで、远隔にいる操作者の手元でも同様の力触覚を再现できます。また、「リアルハプティクス」は、他のハプティクス（触覚技术）と异なり、机械駆动部が受ける反力を利用するため、触覚を検知するセンサーが少なくて済むという特徴があります。加えて操作侧と駆动侧の「力の倍率」や「距离の倍率」を任意に设定できるため、操作侧の手元は小さい力やわずかな动きでも駆动侧は数倍の力で大きく稼働させることが可能です。

建设重机を用いた作业は、重机が物体に触れてもオペレーターがその触覚を感じることはなく、视覚?聴覚から得る情报を頼りに操作しています。そのため作业の安全は、どの程度操作レバーを倾ければよいかなど、オペレーターの経験によるところが大きいのが现状です。また、灾害復旧工事などの人が入れない危険な场所での作业は、重机を远隔操作して行いますが、视覚?聴覚からの情报量がさらに减少するため、作业効率が通常の半分以下に低下するといわれています。

これらの问题を解决するためには、オペレーターが得られる情报量を増加させる必要があり、従来得られなかった力触覚を导入?活用することが有効です。また、屋外环境で重量物を扱う重机へ导入する力触覚技术としては、センサーが少ない「リアルハプティクス」が适しています。

一方、建设重机は现在、电动と油圧の2つの制御系を组み合わせて駆动させるタイプが主流ですが、电动と油圧では応答性など制御特性が大きく异なることから、この2つの要素を组み合わせた重机に「リアルハプティクス」を适用するためには駆动装置をすべて电动に変更しなければならず、コストと时间がかかってしまうという课题がありました。

今回大林組と庆应义塾大学は、従来困難であった電動制御?油圧制御を組み合わせた建設重機に「リアルハプティクス」を適用するため、油圧駆動制御に適したアルゴリズム（情報処理手順）を開発しシステム化しました。これにより、オペレーターの操作指示に基づき重機がリアルタイムに駆動するとともに、オペレーターは対象物を正確につかめているか、また破損させてはいけない重量物を適切な力加減でつかみ持ち上げられているか、といった感覚を視覚?聴覚に加えて感じながら作業することが可能となります。

搭乗しての操作はもとより远隔操作においても复雑で繊细な作业をオペレーターの経験の多寡に関係なく行うことができ、安全性と効率を飞跃的に向上させます。加えて今回开発したシステムは、制御机构の追加、操作机器の改造などわずかな作业を行うだけで既存の油圧駆动の重机に搭载することが可能であり、导入のための费用や準备期间を大幅に削减します。

现在、开発したシステムについて、実験装置を用いた検証作业を行っている段阶です。今后、本システムを搭载した建设重机での実証実験を进めるとともに、「リアルハプティクス」のメリットを最大限活用するため、オペレーターのインターフェイスとしてアーム型指示装置の开発を进め、人间が本来持つ感覚を利用した繊细な重机稼働の実现をめざします。さらには、本システムを利用する熟练オペレーターの操作をデータ化することで、重机の自动运転化や若年技能労働者のトレーニングへの活用を図るなど、本システムの展开を図っていきます。