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2022 年度 実績報告書

建築施工現場でのロボットアームの高度活用を可能にする統合技術研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H00271
研究機関千葉大学

研究代表者

平沢 岳人  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (30268578)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード双腕ロボットアーム / 建築施工 / 障害物回避 / ドローン
研究実績の概要

令和4年度は、前年度より更に進めて必要な検討と実験を実施した。
7軸の腕型ロボットは、通常の6軸タイプに比較してひとつ多い関節を有効に使うことで、同じ仕事をする場合に取りうる姿勢において冗長性を持たせられる。建築現場における既設部分や仮設資材などを障害物と見なしたときに、これらを回避する姿勢にこの冗長性が活きる。令和3年度はロボット前面に障害物がありその背面に作業対象エリアがある状況を設定し、この状況でロボット自身の腕が障害物に接しない回避姿勢を取りながらも作業対象エリアに必要な位置および姿勢でツールを進行させる問題を強化学習を用いて解決した。令和4年度では、強化学習に拠らず、手続き的なロジックの適用で同様の問題を解決した。手続き的な方法によっても十分に合理的な動作定義が可能であることが判明したので、令和5年度はこれら異なる手法の比較を行う予定である。また、腕型ロボットは双腕タイプであるため、狭いフットプリントに2台のロボットが配置されている状況とほぼ同じである。左右の腕に異なるエンドエフェクタを装着して、左右が協調して作業する状況を想定して実験した。十分に実用的な成果が得られているが、テストケースをさらに追加して、建築現場における双腕ロボットの優位性を確認したい。
ロボットが作業場所まで移動するという問題において、建築現場では既設部分や仮設・資材の仮置きの状態が日々変化するため、これらの障害物をその都度短時間に検知して移動経路を決定しなければならない。令和4年度は、小型ドローンをロボットシステムに統合し、移動前にドローンにより観察した周辺状況から経路を決定し、現在地から目的地までの確実な移動経路を導くことに成功した。移動先での周辺環境とロボットの位置あわせに関しても、ロボットに装着したカメラを用いて位置合わせし、移動先での作業の正確さについても確保することができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

機材の調達およびそれらのセットアップは完了し、この後も実験を繰り返し実施できる状態まで研究環境が整っている。残りの研究費からは大規模な実験は難しいが、これまでに得られた知見をさらに補強するための実験を行える。

今後の研究の推進方策

最終年度ということもあり、これまでに得られた知見をさらに補強するための実験を行い、取りまとめをおこなう。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件)

  • [雑誌論文] ロボット3Dプリンティングにおける積層可能性を考慮したパス生成に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      TERADA Taichi、HIRASAWA Gakuhito
    • 雑誌名

      AIJ Journal of Technology and Design

      巻: 29 ページ: 447~452

    • DOI

      10.3130/aijt.29.447

    • 査読あり
  • [雑誌論文] STUDY ON DETOUR PATH DERIVATION FOR 7-AXIS ROBOT USING DEEP REINFORCEMENT LEARNING2022

    • 著者名/発表者名
      FUJIOKA Ryoji、NAKAO Yosuke、HIRASAWA Gakuhito
    • 雑誌名

      AIJ Journal of Technology and Design

      巻: 28 ページ: 1602~1606

    • DOI

      10.3130/aijt.28.1602

    • 査読あり
  • [雑誌論文] STUDY ON ACHIEVEMENT EVALUATION OF ROBOT MACHINING BY FEEDBACK CONTROL2022

    • 著者名/発表者名
      NAKAMURA Yusuke、HIRASAWA Gakuhito
    • 雑誌名

      AIJ Journal of Technology and Design

      巻: 28 ページ: 1607~1612

    • DOI

      10.3130/aijt.28.1607

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CHANGEOVER PROCESSING FOR ROW-WOOD USING POSITION AND POSTURE ESTIMATION SYSTEM2022

    • 著者名/発表者名
      FURUSHO Genki、NAKAMURA Yusuke、HIRASAWA Gakuhito
    • 雑誌名

      AIJ Journal of Technology and Design

      巻: 28 ページ: 1613~1616

    • DOI

      10.3130/aijt.28.1613

    • 査読あり

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公開日: 2023-12-25  

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