| 研究課題/領域番号 |
25289055
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
石田 寛 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80293041)
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| 研究分担者 |
遠山 茂樹 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20143381)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 知能ロボティックス / マルチモーダルインターフェース / 数値流体力学 / 計測工学 / 能動センシング |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ガス漏れ箇所や環境汚染源を迅速かつ確実に探索するロボットシステムを開発する。匂い・ガスは揺らぎを含んだ風に運ばれて広がり、複雑な形状の分布を形成する。本研究で提案するガス源探知マスターロボットは、単にガスを検出するだけでなく、レーザスキャナで室内環境の三次元形状を計測し、赤外線カメラで壁面温度分布を測定する。収集したデータを用いて数値流体力学シミュレーションを行い、室内の対流場やガスの分布を予測し、効率の良いガス源探索を実現する。しかし、室内にガラス窓があるとレーザが透過し、室内形状の測定結果に狂いが生じていた。提案するロボットシステムを多様な室内環境に適用できるようにするため、ロボットが測定した室内形状をコンピュータの画面上に提示し、窓の位置を人間が指定して測定結果を修正できるように改良を施した。
屋外など風の乱れが強い環境では、小型ファンを搭載した気流操作用スレーブロボットを並べ、定常的な気流場を自ら作り出す。初めに、屋外や室内で行った各種実験の結果に対し、統計的な解析を行った。その結果、スレーブロボットにより環境内の風向の変動が実際に減少し、それに伴ってマスターロボットによるガス源の探索効率が有意に向上することを確かめた。スレーブロボットが作る気流に運ばれてきたガスをマスターロボットが風下で待ち構えて検知すれば、与えられた領域内におけるガス源の有無を判定できる。この手法を新たに提案し、その有効性を実験的に示した。
気流操作用スレーブロボットとしてクワッドコプターを用いる手法についても検討を進めた。マスターロボットの周囲で15度刻みにクワッドコプターを周回させれば、半径1.5 m以内にあるガス源を探知できることが確認された。本手法は陸上ロボットの走行が困難な不整地にも適用可能であり、ゴミ埋立地におけるメタンガスの発生源探索に有効であると期待される。
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額の使用計画 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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