自律・自己修復型機械の開発

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01550203
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 吉川 弘之 東京大学, 工学部, 教授 (20010689)
• 研究分担者: 石田 慶樹 東京大学, 工学部, 助手 (20203010) ; 冨山 哲男 東京大学, 工学部, 助教授 (60197944)
• キーワード: 自己修復型機械 / 保全 / 人工知能 / メカトロニクス / 故障診断 / 修復計画 / 定性物理 / モデルベ-ストリ-ズニング

研究概要

本研究の目的は、メカトロニクス機械と人工知能的手法を用いた推論系を組み合わせることにより、自律・自己修復型機械を開発することであった。本年度の研究成果は以下の通りである。
1.自己修復のための機械モデルの開発:自己修復を行うために、自己修復に適したモデル化の方法を開発し、パ-ソナル・コンピュ-タ上で実現した。手法としては定性物理、および、モデルに基づく推論方法を用いた。この結果、故障診断・修復計画を与えられた故障の症状から柔軟に推論することが可能になった。その特徴として、未知の故障を扱える、様々な対象に対してモデルを交換することで対処可能であることが明らかになった。
2.自律・自己修復型機械システムの開発:機械・コンピュ-タシステムを開発し、その自律性・自己修復性を検証した。具体的には、平成元年度に試作した実験用機械に対し、1.の方法による情報処理部を接続することにより機械・コンピュ-タシステムを開発した。その結果、以下の点が明らかになった。
(1)本方法により、機械の劣化、調整不良等の状態に対して柔軟に自律性、自己修復性を発揮することができた。
(2)対象の構造が変更されたり、重要な機能部品が失われるような状況に対しては対応できない。これに対処するためには新たな機械の設計方法論が必要である。
3.自律・自己修復型機械システム構築方法論の提案:自律・自己修復型機械システムの構築方法を提案した。特に、機械が自己の状態を把握するために重要なセンサ系の構築方法、修復作業を指示するために重要なコンピュ-タによる知識情報処理技法、および、失われた機能を回復するために必要なアクチュエ-タ系の構築方法の3点が重要であることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] 佐藤 隆,梅田 靖,冨山 哲男,吉川 弘之: "機械の構造と挙動の知識を用いた修復計画の生成" 1989年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 573-574 (1989)
• [文献書誌] 梅田 靖,武田 英明,冨山 哲男,吉川 弘之: "機能,挙動,および,構造の関係について" 1990年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 307-308 (1990)
• [文献書誌] 小池 雄一,佐藤 隆,梅田 靖,冨山 哲男,吉川 弘之: "故障メカニズムの定性物理による表現" 1990年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 679-680 (1990)
• [文献書誌] Yasushi Umeda,Hideaki Takeda,Tetsuo Tomiyama,Hiroyuki Yoshikawa: "Function,behaviour,and Structure" AIENG'90 Applications of AI in Engineering. 177-193 (1990)
• [文献書誌] 梅田 靖,小池 雄一,冨山 哲男,吉川 弘之: "単一故障発生過程仮説に基づく故障診断" 1990年度人工知能学会全国大会(第4回)論文集. 483-486 (1990)