慶應義塾大学
ハプティクス研究センター

腱駆動機構による独⾃の構造を持つ遠隔操作型ロボットアーム　

※CEATEC 幕張メッセ2022 会場にて出展！

〈概要〉本ブースでは、独⾃のワイヤを⽤いた腱駆動機構を有するロボットアームを展⽰している。本ロボットアームは⼈間の腕を模した構造となっており、モータ本体を腕の構造体とすることで⼤幅な出⼒体積⽐の向上を図っている。またボールジョイントとシャフトを⽤いた特徴的な⼿⾸関節機構を実現しており、駆動源を⼿先ではなく外部に実装することで装置の安定化に貢献している。

〈期待される分野〉
アクションを蓄積し、AIを用いることによりロボットはより身近になります。

• 不定形物や柔らかいものを掴む・運ぶ・優しく扱う動作
• 熟練者の研磨・研削技術の承継
• 有名シェフ、思い出ある料理手法の再現

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Think RobotⓇ/ 廃棄物発電設備 ガス化溶融炉 炉前作業ロボット

日鉄エンジニアリング株式会社/モーションリブ株式会社/慶應義塾大学

〈概要〉廃棄物発電設備ガス化溶融炉において、従来、人によって行われていた出湯口に凝固・付着した溶融物の清掃作業をロボットの遠隔操作で実現しました。この清掃作業には鋼製の突き棒を用いますが、強く突き過ぎると煉瓦を損傷させてしまうため、作業者は視覚だけでなく、付着物の硬さや粘り気など微妙な触覚を頼りにしながら動作を都度変える非定型な作業を行っています。本システムでは、ロボットを自由自在に操作する「リアルタイム制御技術」と、 ロボットが受けた反力をオペレータの操作レバーに伝送する「リアルハプティクス技術」を適用することで、微妙な触覚を感じながら遠隔での作業を実現しました。

〈効果〉

炉前の高温な環境下での人手作業をロボットに代替し、快適な操作室で人が遠隔操作を可能としたことで作業負担を軽減するとともに、2名で行っていた現場作業を、1名の遠隔操作で対応できるようになったことから作業効率改善の効果も得られました。

【受賞】一般財団法人エンジニアリング協会「エンジニアリング奨励特別賞」

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石油天然ガスの探鉱・開発・生産へのデジタル技術適用に関する研究支援事業

※JOGMEC公募

〈概要〉探鉱・掘削・開発から生産、輸送といった石油・天然ガスのオペレーション全般における効率化および高度化に向けたデジタル技術の適用を進めています。人が感じる力触覚の測定・伝送・再現が可能なリアルハプティクス技術の油井への適用として、サッカーロッドポンプ(SRP)を用いた操業中の油井の地下に設置された生産設備の稼働状況や健全性、生産量などのパラメーターの微細な変化をリアルタイムで検知することを目的に2020年度からJOGMECと共同で実証試験を実施しています。

〈Real Haptics®適用研究の目的〉

• 人工採油の一手法であるサッカーロッドポンプ(SRP)に対して、Real Haptics技術を適用し、代替ロードセルまたはそれ以上の性能や他分野での応用に期待。
• SRPの駆動モーターに設置した電流計および角加速度計により取得されたデータに対して、リアルハプティクス技術(力触覚の測定・再現)を適用することで、ロッド荷重の連続測定およびこれに基づくリアルタイムでの生産条件の把握・変更に資することを期待。
• 力触覚の測定＝より微細な力の変化の把握であるため、生産量の変化やポンプ異常といった設備状況の変化に対する検知を期待。地下状況変化を地上で検知可能となるため、掘削への応用(岩相の変化、逸泥、抑留等の検知)も期待。

〈今後の可能性〉

本技術の適用により、様々な地下事象が反映されている地上のモータ挙動の変化を鋭敏に捉えることが可能となり、ひいては新たな計測器となり得ることを期待しています。将来的には、本技術を掘削にも適用することで地層の変化や逸泥・抑留といったトラブルの早期検知にも寄与し得る可能性があると考えています。 本共同研究を通して、操業の効率化・高度化、安全性の更なる向上を図り、エネルギーの安定供給を目指しています。

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