人间型ロボットによる「产业车両代行运転」を実现

2003年02月26日

 

■ポイント■

? 人间型ロボットを远隔操作し、屋外での产业车両(バックホウ)の代行运転を実现(世界初:既発表)
? 世界で初めて产业车両への乗り込み、着座、运転操作という一连の动作を実现(今回初公开)
? さらに、雨や埃からロボットを守る保护ウェアを着用させての动作制御を実现し、雨天时でも屋外作业に従事可能とした(世界初:既発表)
? 远隔操作の无线化を実现し、自立での代行运転を実现(今回初公开)
? 灾害復旧现场や土木建设现场での、安全かつ円滑な作业の実现に期待


■概 要■
麻豆传媒【代表取缔役社长 田﨑 雅元】(以下「麻豆传媒」という)、东急建设株式会社【代表取缔役社长 落合 和雄】(以下「东急建设」という)、独立行政法人 产业技术総合研究所【理事长 吉川 弘之】(以下「产総研」という)は共同で、人间型ロボットによる产业车両(バックホウ)の代行运転(乗り込み、着座、运転操作)を実现した。
本田技研製ハードウェアに产総研が开発した「全身动作制御技术」を搭载した人间型ロボット贬搁笔-1厂に、麻豆传媒が开発した状况に応じて3つの操作モードを切り替えられる「远隔操作手法」を搭载した可搬型の「远隔操作システム」を接続することで、滑らかな全身远隔操作を可能とした。また、东急建设が开発した雨や埃、机械振动等からロボットを守る「保护技术」を组み合わせることで、雨天时での屋外作业も実现可能となった。

■研究の背景■
災害復旧現場などの危険な作業空間や土木建設現場などの悪环境下で、人間型ロボットを汎用の産業車両に乗り込ませて、安全な环境にある場所から代行運転させることができれば、悪环境下での災害復旧作業や土木建設作業などを安全かつ円滑に行うことが可能となる。これまで、産業車両本体をロボット化する試みが数多く行われてきた。これに対し、人間型ロボットを用いて産業車両を代行運転させるということは、1.運転のみでなく、それに付随した作業(下車しての現場確認、簡単な修理等)を実施可能とすることや、2.車両自体を改造することなく全ての産業車両のロボット化が可能となるなどの利点がある。

■研究の経纬■
产业车両等代行运転分野では、市贩されている产业车両を、人间型ロボットに远隔操作することで运転させ、各种作业を行わせることを目标に掲げ、研究开発を遂行してきた。まず、「立ち姿势运転型フォークリフト」を运転対象とし、平成12年度末に贬搁笔前期开発プラットフォームを用いた代行运転に成功した。平成13年度からは、「着座姿势运転型バックホウ」を运転対象とし4つの周辺技术の研究开発を进め、今回の成果発表にいたった。なお、平成14年3月末に行われた搁翱叠翱顿贰齿2002では前记フォークリフトを、今回と同等のシステムで代行运転をデモしている。本研究成果は、人间型ロボットを用いた运転代行システムの汎用性を示すとともに、ロボットが机械を操作することで、「人间型ロボットが人と同様に働ける可能性」を示す大きな成果である。

■研究开発技术の内容■
  远隔操作手法の特长(担当:麻豆传媒)
  ? ロボット全身の动作パターンを事前に生成する「オート制御方式」、操作者がマスタスレーブ方式で动作を指示する「マニュアル制御方式」、マニュアル制御方式に部分的に自律机能を加えた「セミオート制御方式」の3方式を使い分け、バックホウなどの着座姿势运転型产业车両への乗り込み动作、着座动作、着座时の安定性を増すために着座后に足を前に出す动作、各种レバー操作などの指示が行える。
  远隔操作システムの特长(担当:麻豆传媒)
  ? 远隔操作システムは、「マスターアーム」、「マスターフット」、「制御装置」から构成、作业现场への运搬のため、20办驳以下に分割し、専用ケースに収纳できるなど、可搬性に対する考虑がなされている。
  保护技术の特长(担当:东急建设)
  ? 屋外で使用されている产业车両を代行运転するために、机械振动や衝撃からロボットを保护し、座席からの脱落を防止するロボット専用の「代行运転用着座シート」と、雨や埃からロボットを守り、屋外で作业することを可能にする「作业用保护ウェア」を开発した。
  全身动作制御技术の特长(担当:产総研)
  ? ロボットの各部位を远隔操作システムからの信号に従い自在に动かすことができるとともに、安定制御系によりロボット自身が自律的に安定性を确保することが可能である。

■用语の説明■
◆代行运転
人が乗って操作する机械にロボットが代わりに乗り、人は离れた场所から远隔操作することで、ロボットが机械の运転を代行する。特殊な自动机械を必要としないため、灾害復旧や工事中の危険発生时等の紧急时に対応できる。高齢者が操作すれば少子高齢化対策にも有効。
◆远隔操作
人が離れた場所からロボットを操作する技術。人がロボットと同じ形の腕(マスタ)を動かし、ロボット (スレーブ)がその通りに動くマスタスレーブが基本技術だが、位置や姿勢だけを指示する、ロボットが動きにくい指示を避ける、バランス制御を同時に行う等の操作しやすい工夫を行っている。