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2011 Fiscal Year Annual Research Report

小型ロボットによる建物構造性能評価と避難誘導

Research Project

Project/Area Number 22310103
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

三田 彰  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60327674)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中澤 和夫  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (80217695)
小檜山 雅之  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (10333577)
西 宏章  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (00365470)
Keywordsロボット / センサ / 避難 / 構造性能 / モニタリング
Research Abstract

小型ロボット用のロボット制御基板を改良し、中型のロボットを駆動するための移動用モータドライバ、電源ユニットを新たに開発して実装した。
昨年度製作したセンサ入出力ユニットに高精度な小型サーボ加速度センサを接続した上で、ロボットに搭載した。ロボットには建物の振動を正確に計測するために、車軸の上下動作機能を持たせることによって、建物の振動を計測するのに十分な周波数範囲においてフラットな特性が実現できるようなシステムに改良した。また、モーションキャプチャの可能なマイクロソフト社のKinectを搭載して、ロボットの人追従および人識別のアルゴリズムの研究を行い、ロボットに実装して実証試験を行った。
開発したロボットを使うことを前提として、まずは一台のロボットのみで取得できる情報を使って迅速に建物の構造性能評価を行うことのできるアルゴリズムを提案し、シミュレーションによって、実用上十分な精度があることを確認した。さらに、その診断結果に基づいて、状況に応じたアクティブな避難誘導の仕組みについて基礎検討を行った。構造ヘルスモニタリングシステムがある場合には、そのシステムと連携することで周辺の危険も加味した避難誘導が可能となる仕組みである。建物の二次モードの節となる階で精度が若干落ちるが、一台のロボットだけで瞬時に危険性の判断が可能で、安全な誘導が可能であることが示された。
また、実建物において、被験者を使ったロボットによる避難誘導実験を行った結果、ロボットが避難方向に移動しながら音声誘導を行うことと、避難方向の矢印を点灯させながら音声誘導を行うことが避難誘導に効果的であることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

特に障害となる事項がなく、計画通りに進展している。

Strategy for Future Research Activity

予定通り進めてデモンストレーションができるところまで持っていきたい。

  • Research Products

    (13 results)

All 2012 2011

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] 生命化建築のためのセンサエージェントロボットを用いた人追従2012

    • Author(s)
      秋葉達也、三田彰
    • Journal Title

      日本建築学会技術報告集

      Volume: 第18巻、 第39号 Pages: 775-780

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of damage assessment package for building with isolation system and its application to 2011 Tohoku Earthquake2012

    • Author(s)
      Akira Mita, Ken Ichimura
    • Organizer
      SPIE Smart Structures/NDE 2012
    • Place of Presentation
      San Diego(米国)
    • Year and Date
      2012-03-15
  • [Presentation] Estimation of uncomfortable feeling based on observation of unconscious behavior of residents for homeostasis control2012

    • Author(s)
      Mami Takase, Akira Mita
    • Organizer
      SPIE Smart Structures/NDE 2012
    • Place of Presentation
      San Diego(米国)
    • Year and Date
      2012-03-15
  • [Presentation] Active evacuation guidance using sensor agent robot2012

    • Author(s)
      Daisuke Ise, Akira Mita
    • Organizer
      SPIE Smart Structures/NDE 2012
    • Place of Presentation
      San Diego(米国)
    • Year and Date
      2012-03-15
  • [Presentation] Sensor agent robot with servo-accelerometer for structural health monitoring2012

    • Author(s)
      Nobukazu Lee, Akira Mita
    • Organizer
      SPIE Smart Structures/NDE 2012
    • Place of Presentation
      San Diego(米国)
    • Year and Date
      2012-03-15
  • [Presentation] Damage detection using cloud-based optimization algorithm2012

    • Author(s)
      Jin Zhou, Akira Mita
    • Organizer
      SPIE Smart Structures/NDE 2012
    • Place of Presentation
      San Diego(米国)
    • Year and Date
      2012-03-13
  • [Presentation] Music recommendation system for biofied building considering multiple residents2012

    • Author(s)
      Takahiro Ito, Akira Mita
    • Organizer
      SPIE Smart Structures/NDE 2012
    • Place of Presentation
      San Diego(米国)
    • Year and Date
      2012-03-13
  • [Presentation] Homeostasis control of building environment using sensor agent robot2012

    • Author(s)
      Eri Nagahama, Akira Mita
    • Organizer
      SPIE Smart Structures/NDE 2012
    • Place of Presentation
      San Diego(米国)
    • Year and Date
      2012-03-13
  • [Presentation] Assessment of mode-based damage detection methods to severely damaged steel building2012

    • Author(s)
      Hien Ho Thu, Akira Mita
    • Organizer
      SPIE Smart Structures/NDE 2012
    • Place of Presentation
      San Diego(米国)
    • Year and Date
      2012-03-13
  • [Presentation] 被験者実験によるロボットを用いた避難誘導の効果の検討2012

    • Author(s)
      金子みなみ, 小檜山雅之
    • Organizer
      日本建築学会関東支部2011年度研究報告会
    • Place of Presentation
      建築会館(東京)
    • Year and Date
      2012-03-07
  • [Presentation] Hybrid Immune Algorithm for Structural Health Monitoring Using Acceleration Data2011

    • Author(s)
      R.Li, A.Mita
    • Organizer
      8th International Workshop on Structural Health Monitoring
    • Place of Presentation
      Stanford University(米国)
    • Year and Date
      2011-09-15
  • [Presentation] Experimental Verification of Substructure Damage Detection Method Using ARX and ARMAX2011

    • Author(s)
      Liu Mei, Akira Mita, Zhenhua Xing
    • Organizer
      8th International Workshop on Structural Health Monitoring
    • Place of Presentation
      Stanford University(米国)
    • Year and Date
      2011-09-15
  • [Presentation] Use of Small Robots as Sensor Agents for Biofied Building2011

    • Author(s)
      Akira Mita
    • Organizer
      ANCRiSST2011
    • Place of Presentation
      大連理工大学(中国)
    • Year and Date
      2011-07-25

URL: 

Published: 2013-06-26  

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