2000 Fiscal Year Annual Research Report
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11680846
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小山 浩幸 芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (40052881)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
米田 隆志 芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (90011030)
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| Keywords | 消化器系 / 大腸・小腸 / 検査・治療 / 消化管内観察 / 検査支援ロボット / 管内移動ロボット / CCDカメラ / 医用画像情報 |
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| Research Abstract |
本研究は、大腸、小腸を移動できるCCDカメラ視覚システムを搭載したロボットとして、生物の移動メカニズムを利用した移動ロボットとして、形状記憶合金を用いた移動ロボットと空圧式移動ロボットの開発、モデル消化管内走行実験から比較検討を行い、消化管内移動用として最適なロボットを開発することを目的とする。このため、二種類のロボット開発とCCDカメラ画像の取り込み、さらに一つのCCDカメラによる目標部位までの距離計測手法の開発により消化管内の観察を目指すもので、平成11年度は以下の項目について実施した。
1.消化管内移動ロボットの動作は、生物の移動メカニズとしてミミズの伸縮匍匐運動を利用するものとし、平成11年度の研究結果から空圧を利用した移動ロボットを開発することとした。
2.平成11年度に試作した空圧式ロボットはゴム膜が半径方向に膨らむ管内保持部とゴム製ベローズによる推進部から構成されるもので、ともに分解できない構造であり、ゴムの疲労強度に問題があった。このため、本年度は分解できる構造にするとともに、曲菅を移動できるように推進部を新たに開発した。
3.推進部には金属ベローズを3本採用し、ベローズ内の空圧を制御することにより推進部が傾いて曲菅を移動する構造にした。この推進部の空圧制御の基礎実験として、サーボ弁を用いた空圧制御系により金属ベローズの変位と傾きをレーザ測定器により求めた。
4.3本の金属ベローズの空圧制御を行うことにより、ロボットの進行方向を曲げることを確認した。また、ロボットが任意の進行方向に曲がるための制御に問題があることが判明した。
5.半径方向に膨らむ管内保持部に用いるゴム膜の引張強度から選定を行い、管内保持部の試作を行い、凹凸のある管内において推進部を保持できることを確認した。
6.一つのCCDカメラによる目標部位までの距離計測手法の開発では、固定された目標点をズーム方式により撮影することにより、距離計測する手法を開発した。
7.小型CCDカメラの撮影条件改良のために、光ファイバーによる照明をロボットに搭載することとし、光量不足を改善した。
8.空圧式ロボットに空気圧を送るチューブの数量と配管に問題があるため、空圧式ロボットの開発とともに、新たに小型モータ駆動によるロボットの検討も行うこととした。
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