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人間・ロボット協調時の物理的・情報的負荷によるストレスの測定

Research Project

Project/Area Number 21656067
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

新井 民夫  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40111463)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 龍  国立大学法人電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (70516905)
Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2009: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords人間・ロボット協調 / ストレス / 生理指標 / 人間・機械系
Research Abstract

22年度は,ロボット協調から被る人間のストレスの定量化と低減化のための新たな設計指針の導出を目的とし(1)ロボット協調から被るストレスを評価する手法の構築(2)実システムでのストレス測定および改善のための設計指針の導出を実施した.
(1)では,人間・ロボット協調系に内在する精神的負荷,負担及びそれによって生じる減退的効果について体系的に整理した.負荷に関しては,人間・ロボットの作業分担に関する知見から,8種の負荷因子(課題の困難さ,作業の一様さ,目標・達成度の分かりにくさ,身の危険を感じる外的要因,統制される作業ペース,作業システムとの情報伝達の齟齬,作業のしづらさ)を列挙し,また,負担に関しては,先行研究で主観指標として用いられる9種の負担因子(知的負担,時間的圧迫感,努力,身体的負担,達成感のなさ,不快,倦怠,恐怖,驚き)を列挙した.さらに減退的効果に関して,作業への悪影響の観点から精神疲労,疲労様状態,不快心理,情動心理の4種の効果を列挙した.減退的効果はそれぞれ対応する4つの生理指標(増分フリッカー値,減分フリッカー値,αアミラーゼ,皮膚電位)から,また負担は,それぞれSD法(主観指標)により定量的に評価可能である.そこで,負荷-負担-減退的効果の因果関係を先行研究の知見から明示的に与え,各減退的効果の生理指標値を精神的負担の主観評価値比率で案分して各負担を推定し,負荷に関連した負担推定値の合計を各負荷の評価値とする評価手法を提案した.これにより,生理指標の客観性と主観指標による相対評価の信頼性を生かす評価手法を確立した.
また,(2)では上記を人間ロボット協調型セル生産システムへ適用し,ロボット協調の場合と,人間のみの場合における各精神的負荷の評価値の比較から,精神的負担の低減が保証される「ロボットの作業ペースは不快心理を生じさせない程度に遅くせよ」など10項目からなる設計指針を策定した.

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2010 2009

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Assessment of operator stress induced by robot collaboration inassembly2010

    • Author(s)
      T.Arai, R.Kato, M.Fujita
    • Journal Title

      CIRP Annals-Manufacturing Technology

      Volume: Volume 59, Issue 1 Pages: 5-8

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Assessment of Mental Stress on Human Operators Induced by the Assembly Support in a Robot-Assisted "Cellular Manufacturing" Assembly System2009

    • Author(s)
      Ryu Kato, Tamio Arai
    • Journal Title

      International Journal of Automation Technology

      Volume: vol.3, no.5 Pages: 569-579

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 人間・ロボット協調作業時に被るストレス計測-ロボット動作が作業者に与える精神的影響2010

    • Author(s)
      藤田真理奈, 加藤龍, 新井民夫
    • Organizer
      2010年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2010-09-27
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Advanced Cellular Manufacturing System with Human-Robot Collaboration-Assessment of Mental Strain on Human Operators Induced by the Assembly Support2010

    • Author(s)
      Ryu Kato, Marina Fujita, Tamio Arai
    • Organizer
      19th IEEE Intl. Symposium on Robot and Human Interactive Communication(ROMAN2010)
    • Place of Presentation
      イタリア ビアレッジョ
    • Year and Date
      2010-09-12
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Assessment of Operators'Mental Strain Induced by Hand-Over Motion of Industrial Robot Manipulator2010

    • Author(s)
      M.Fujita, R.Kato, T.Arai
    • Organizer
      19th IEEE Intl. Symposium on Robot and Human Interactive Communication(ROMAN2010)
    • Place of Presentation
      イタリア ビアレッジョ
    • Year and Date
      2010-09-12
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] The effective information density of information support in cell production2009

    • Author(s)
      M.Fujita, R.Kato, K.Watanabe, J.T.C.Tan, T.Ar
    • Organizer
      The Int.Conf.of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN)
    • Place of Presentation
      福岡県
    • Year and Date
      2009-11-19
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of Mental Stress for Human-Robot Collaboration in Cell Production Syste2009

    • Author(s)
      Ryu Kato, Kei Watanabe, Tamio Arai
    • Organizer
      The Int.Conf.of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN)
    • Place of Presentation
      福岡県
    • Year and Date
      2009-11-19
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 組立作業の情報支援が作業者の精神的負担に与える影響2009

    • Author(s)
      藤田真理奈, 渡邉圭, 加藤龍, 新井民夫
    • Organizer
      福祉工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      山口県
    • Year and Date
      2009-09-24
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 組立作業者の認知戦略が情報支援の効果に与える影響2009

    • Author(s)
      藤田真理奈, 渡邉圭, 加藤龍, 新井民夫
    • Organizer
      2009年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      兵庫県
    • Year and Date
      2009-09-10
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Operators' mental strain induced by information support for cell production2009

    • Author(s)
      M.Fujita, R.Kato, K.Watanabe, J.T.C.Tan, T.Ar
    • Organizer
      The IEEE Int.Symposium on Assembly and Manufacturing (ISAM)
    • Place of Presentation
      韓国ソウル
    • Year and Date
      2009-08-02
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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