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2021 年度 実施状況報告書

Mining4.0時代における効率的な発破のためのデジタルツイン技術の共創

研究課題

研究課題/領域番号 21KK0070
研究機関北海道大学

研究代表者

川村 洋平  北海道大学, 工学研究院, 教授 (40361323)

研究分担者 北原 格  筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (70323277)
宍戸 英彦  筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (50782067)
鳥屋 剛毅  秋田大学, 国際資源学研究科, 特任助教 (50753240)
福田 大祐  北海道大学, 工学研究院, 助教 (80647181)
菊池 亮佑  北海道大学, 工学研究院, 助教 (50832854)
PARK ILHWAN  北海道大学, 工学研究院, 助教 (80844753)
謝 淳  筑波大学, 計算科学研究センター, 研究員 (00913287)
研究期間 (年度) 2021-10-07 – 2025-03-31
キーワードチーム再編成 / 多視点画像撮影方式 / Webinar / オーストラリア / スマートマイニング
研究実績の概要

本共同研究は、世界の鉱業が目指す“2050年の低炭素型自動化・無人化鉱山操業”を牽引する次世代鉱山デジタルツインテクノロジーを開発するものである。自動化および無人化が最も必要とされる発破現場の切羽と発破起砕物(モックパイル)を対象に、3次元形状復元などの多次元情報処理と深層学習に代表される人工知能を統合することでCyber-Physical Blastingプラットフォームを構築する。その中で多様な発破シミュレーションおよび検証実験を繰り返し、モックパイル粒度分布推定や発破デザインなどの自動化システムを実装することにより、最適発破計画、発破効率向上、生産率向上、生産管理および安全管理を実現とするものである。
本研究チームは、鉱業界で世界随一の規模と研究体制を誇るの研究教育コンソーシアム“Mining Education Australia (MEA)”と関わりが深く、MEAが推し進める“未来のスマートマイニングに資する共同研究”に、本研究の研究成果である高度ICTを導入することで国際共同研究開発を加速・推進する。国内外の先進的な研究者で組織された学際研究チームが、上記コンソーシアムや海外資源採掘企業と緊密に連携しながら研究開発を実施することにより、実用化の先鞭を付けること目指す。
初年度である2021年度は研究スタートにあたり、チーム編成の見直しを図り、鉱業の上流から下流までをカバーできるよう若手研究者を呼び込んだ。結果、6名の若手研究と2名の教授にて共同研究を加速させるチーム構成とした。しかしながらコロナ禍で海外派遣が叶わなかったことから、国内での打ち合わせとZoomを主体としたWeb打ち合わせがメインの活動となった。海外拠点のCurtin大学とは夏期にWebinarを開催し十分な交流を実現した。国内では研究項目である採掘現場に適した多視点画像撮影方式の開発を完了した。

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

世界的なコロナ蔓延の状況によりメインの活動である海外派遣が叶わなかったことから、100%の進捗とは言い難いのが現状であった。しかしながら、国内チームでは国内出張による打ち合わせを行い、海外チームとはZoomを主体としたWeb打ち合わせを重ねた。さらに、海外拠点のCurtin大学とは夏期にWebinarを開催し十分な交流を実現した。国内では研究項目である採掘現場に適した多視点画像撮影方式の開発を完了した。

今後の研究の推進方策

対象国のオーストラリアでの実地研究にはまだ難しさはあるが、2022年度からは状況が許す限り若手研究者の派遣を行っていき、当初計画と遜色のない成果を上げていく方針である。項目[1-2] 岩石の3次元形状モデリングおよび項目[1-3] 発破起砕物の粒度分布推定を2022年度の研究項目として実施する。この機会に国内研究を精力的に進め、海外の現場に行く際には十分なシステム検証が可能となるように綿密な計画を策定してく。

次年度使用額が生じた理由

世界的なコロナ蔓延の状況により予定していた若手の対象国派遣が叶わなかったのが理由である。今年度以降の研究期間中に若手研究者の長期海外派遣を目指し、適切に使用する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Model Scaling in Smartphone GNSS-Aided Photogrammetry for Fragmentation Size Distribution Estimation2021

    • 著者名/発表者名
      Zedrick Paul L. Tungol, Hisatoshi Toriya, Narihiro Owada, Itaru Kitahara, Fumiaki Inagaki, Mahdi Saadat, Hyong Doo Jang and Youhei Kawamura
    • 雑誌名

      Minerals

      巻: 11 ページ: 1-17

    • DOI

      10.3390/min11121301

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of spilling judgment system for dump truck loading using digital twin technology2021

    • 著者名/発表者名
      T.Sato, K.Yoshino, H.Toriya, H.Kuroki, Y.Goto, I. Kitahara, Y.Kawamura
    • 雑誌名

      Proceedings of Future Mining 2021

      巻: 5 ページ: 112-120

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Construction of Training Data in the Computational Domain and Deep Learning Identification Trials for Estimation of Fragmentation in Blast Muckpiles2021

    • 著者名/発表者名
      Taiga Sato, Kohei Yoshino, Hisatoshi Toriya, Jang Hyongdoo, Itaru Kitahara and Youhei Kawamura
    • 学会等名
      ICMR2021
    • 国際学会
  • [学会発表] An Estimation Method of Fragmentation in Blast Muckpiles Using Deep Learning with Hierarchical Feature Extraction for 3D Point Cloud2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Yoshino, Taiga Sato, Hisatoshi Toriya, Hidehiko Shishido, Jang Hyongdoo, Youhei Kawamura, and Itaru Kitahara
    • 学会等名
      ICMR2021
    • 国際学会
  • [備考] 研究者総覧 川村洋平

    • URL

      https://researchers.general.hokudai.ac.jp/profile/ja.92d1d00eefd06771520e17560c007669.html

  • [備考] 資源マネージメント研究室

    • URL

      https://resources-management.eng.hokudai.ac.jp/

  • [備考] 資源経済・情報学研究室

    • URL

      https://www.gipc.akita-u.ac.jp/~mining/ja/index.html

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公開日: 2022-12-28  

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