| Project/Area Number |
23H05148
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
1200:Educational technology-related
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| Research Institution | Akita National College of Technology |
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Principal Investigator |
Watanabe Hidetaka 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 技術職員
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥470,000 (Direct Cost: ¥470,000)
Fiscal Year 2023: ¥470,000 (Direct Cost: ¥470,000)
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| Keywords | 工学教育 / はんだ付け / 画像認識 / サーモグラフィ |
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| Outline of Research at the Start |
はんだ付け実習に特化して，作業者の安全確保と作業スキル向上を同時に達成できる支援ツールの開発を行う．提案システムは画像認識を用いた作業者の表情や手の位置情報，ステレオカメラの距離情報，サーモグラフィによる温度情報を組み合わせて作業領域を3D マップ化する．本ツールでは，こて先の位置とはんだ付けをしたい場所の温度も検出し，こての当て方が不十分な場合は指導する．本研究では複数のカメラ，センサの情報を組み合わせた画像データに変換する手法と機械学習による識別法を開発する．
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| Outline of Final Research Achievements |
画像認識とサーモグラフィによる温度情報の組み合わせに着目し，比較的安価に実現できる作業者の安全監視と技術向上を目的とした支援ツールの開発を行なった．支援ツールはパソコン，ステレオカメラ，タブレット取付型サーモグラフィで構築され，オープンソースの物体検出アルゴリズム YOLOv5 を用いてパソコンに表示される映像に対し画像認識を行う．開発したツールは2つのモードがあり，安全監視モードではサーモグラフィでの温度状況と作業者の危険な状態を検出されているのが確認でき，技術向上モードでははんだ付けを行っていることを検出し，基板の裏側の温度状況からはんだ付けのタイミングを知らせることができる．
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
電子工作の基礎技術であるはんだ付け作業は，年齢が下がるほど，また作業のポイントがつかめない作業者ほど怪我のリスクも高い．さらに実験実習でも集中力が続かない学生が多くなっており，きめ細かなサポートが欠かせなくなっている．しかし、全国的に教育現場の人手不足が社会問題化しており，実験実習においても指導者を手厚く配置することが難しくなっている．そこで本研究のシステムを使用することにより安全に作業ができ，はんだ付けのタイミングを知ることではんだが苦手な人や初学者の技術向上や怪我防止に寄与することが期待される．
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