| 研究課題/領域番号 |
11680846
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
小山 浩幸 芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (40052881)
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| 研究分担者 |
米田 隆志 芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (90011030)
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| キーワード | 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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| 研究概要 |
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の比較検討を行い、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カメラ画像により消化管内の観察を目指すもので、平成13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葡匐運動を利用するもので、成11年度の研究結果から空圧を利用した移動ロボットとした。
2.平成12年度に試作した曲管に対応した空圧式ロボットは推進部には金属ベローズを3本採用したが、大腸のS状結腸モデルを移動することができなかった。このため、金属ベローズは1つとしロボットの小型化によりS状結腸を移動できるロボットを試作した。
3.ロボット構造は管腔を保持する2つの保持部と移動するための推進部から構成し、進行方向の保持部には小型CCDカメラと照明を搭載した。
4.ロボットの保持部はバルーン型を採用しているため、空圧による大腸壁が半径方向に膨らむが、万一膨らみすぎないようにするために大腸の管腔径をセンシングすることとした。センサーはバルーンを保持するパイプにスリットを入れて、ひずみゲージによりバルーンに加わる圧力を測定することにより管腔径を予測する方法とした。
5.異なる管径によりバルーンに加わる圧力と空圧の関係を求め、危険防止システムを構築した。
6.平成12年度に一つのCCDカメラによる目標部位までの距離計測手法の開発したが、小型CCDカメラにズームレンズがないため、得られた画像をパソコンモニターに表示させ、画像上から目標物までの距離を計測するソフトウエアを開発したが、目標物形状の認識、計測誤差及び2枚の画像から距離を計算時間に問題があるため改善が必要である。
7.ロボットの制御にはDSPを用い、パソコンで制御する手法を開発した。また、ロボットの推進速度の可変を可能とした。
8.ロボット本体は直径37mm、全長120mmで曲管も移動できるが、まだ大型で肛門括約筋を傷つけ恐れがあり、さらなる小型化を目指す必要がある。
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