RSJ 複雑高精度機械の組立技術 研究専門委員会 (RSJ公開ページ)
|
|
|
|
|
|
狙い
現在進行しているロボットを中心とした技術要素の開発や製造環境の改善に加え、高付加価値を生み出す複雑高精度機械のジョブショップ生産において、人を中心としたロボット技術を含む融合システムの実現手法を明らかにし、生産性を高めて日本のものづくり力を非連続的・飛躍的・継続的に向上させること、労働人口減少の課題解消等に役立つ新しい生産システムとしての有効性を立証すること、日本らしい現場熟練作業者との親和性のある「人の知恵を活かし進化し続けるものづくり」を実現することが狙いである。 |
|
|
概要
ロボットと人間、人間と人間、ロボットとロボットの間で相互に干渉することによって結果としてより高い能力が発揮されることを示す。具体的には「自働化機械やロボット」と「人間」が、「時間的に同時」かつ「空間的に同一」の状態で、切り離せない合同作業（合わせ技）により、相補的に生産能力を増加させる新しい協業形態を「合業」と定義し、この実現を目指す。 |
|
|
|
活動体制
委員長 ： 大隅久（中央大学） 副委員長 ： 相山康道（筑波大学）、杉正夫（電気通信大学） 幹事 ： 阿部聡（MSTC） メンバー ： 園尚弥(IHI)、村上弘記(IHI)、林浩一郎(IHI)、入江貴裕(IHI)、原一範(川崎重工業)、吹田和嗣(川崎重工業)、吉安祐介(AIST)、谷川民生(AIST)、山野辺夏樹(AIST)、榊原 伸介(ROBOCIP、ファナック)、山本知幸(ROBOCIP)、千田和也(NEDO)、高梨伸彰(NEDO)、平井成興(RSJフェロー、NEDO技術委員)、濱崎峻資(中央大学)、下山禎朗(東芝)、守屋俊夫(日立製作所)、寺田大祐(三菱電機)、矢島諭(三菱電機)、川平浩司(MSTC)、牛丸茂雄(MSTC)、堀江和男(MSTC) |
|
|
ご興味のある方はMSTCまで連絡をお願いいたします。 連絡先 電話：03-3500-4891 Email：info@mstc．or．jp 最終更新日：2023／4／20
|
||
合業とは？
|
合業、人間行動駆動、動作リテラシー |
合業、人間行動駆動、動作リテラシー 上 ： 「合業」とは、人とロボット間の、力や情報の相互干渉を用いる制御。 下左： 「人間行動駆動」は、ロボットが人の動作を観察して推定・予測し、人に従って動く。 要素技術としては、人の動作を分節化し、ワークの状態と人の動作の関係を認識し、それをもとに人と同期して動くということ。 下右： 「動作リテラシー」は、プログラム化された定型動作をさせるのではなく、人が体で覚えていて無意識に実行している動作を 再現する技術、人とともに動くために必要なもの。観察と力の干渉を通じて、「呼吸を合わせ」て動く、「水平に持つ」など。 ここで大事なことは、しばしば「ドラえもん」をつくるのは夢物語といわれるが、そうではなくあくまでも自動機械の進化系をつくる、いわゆる「自律」ですらなく、現在技術であるプログラムによる制御に、「人間行動駆動」や「動作リテラシー」という新たな要素を付加することで、一歩先に進むことができるのではないかということ。 |
|
合業の定義、「分業」と「合業」の違い |
合業の定義、「分業」と「合業」の違い 「自働化機械やロボット」と「人間」が、「時間的に同時」かつ「空間的に同一」の状態で、切り離せない合同作業（合わせ技）により、相補的に生産能力を増加させる新しい協業形態を「合業」と定義する。 縦軸：運搬、段取り、準備、主作業など作業の流れ。 横軸： 工程00と工程01は人とロボットで分業している例、組付けは人が行うが、溶接は機械がというように。 工程02は機械加工のような主作業と、部品の機械への人による据え付けのような付随作業を分担する例。逆もある。 工程03は人・ロボットが一緒に作業する例。 抽象的には、分業できない工程の人・ロボット協業（組み立て）、全自動化できない工程の人・ロボット協業（収穫作業）、二人作業の片方をロボットに置き換える協業（積み込み）、両手作業の片方をロボットに置き換える協業（ボルト・ナット締め）などいろいろな場合あるができていない。 |
|
難技の作業の特徴 |
難技の作業の特徴 難技の作業の特徴の図では、左側は、ロボット化が進んでいる分野で、自動化率を上げることが目標。簡単な工程に分割して対応、自動車の溶接、電子部品の搬送など。 右は、難技。航空機など複雑高精度機械から、熟練技能者の暗黙知が必要な分野までいろいろあるが、摺り合わせが必要であったり、反復性が低かったり、ものの種類が多かったり、作業の変化が大きかったりする業務。プログラミングやティーチングに要する手間やコストが高すぎ、ティーチングやプログラムして作業を実行させるロボットではうまくいかない。 |
|
人と機械の作業における最適ポイント |
人と機械の作業における最適ポイント 最適ポイントの図は、すべてを人、あるいはすべてを機械にするという方式ではなく、難技の処理には最適な組み合わせがあるはずということを述べている。 グラフの縦軸は、作業全体のコスト。 グラフの横軸は、作業の内容で、右に行くと、単純作業の正確な繰り返しなどの特性が強くなり、ロボットが得意ないわば「力技」。自動車車体の溶接なども含む。人はすぐに疲れてしまう。逆に左にいくと、繊細で変化に富む複雑な作業となり、いわば人が得意な「妙技」。各種の組み立てや野菜の収穫。ロボット化できるかもしれないが、プログラミングやティーチングに要する手間・時間が膨大で、コストがあわない。 人が得意といっても人だけにするとコストがかかるし、ロボットが得意といってもロボットだけにするとやはりコストがかかる。谷の部分では、それぞれの得意なことを組み合わせるとコストが最小化。現在の全自動化ではない体系が必要。突き詰めていくと合わせ技になる。 |
|
合業の位置づけ |
合業の位置づけ 下半分・太い点線で囲まれたところは国際ロボット連盟の資料。 いわゆる協働ロボットの現状と将来を示した図。現在の協働ロボットは、細線の枠内、左から二つ目と三つ目とされている。二つ目は人とロボットが柵無しの同じ空間にいても、ロボットがベルトコンベアーの上に並べた部品を人が手に取って作業するなど、同じ空間にいるだけの協業。その右は、ロボットが治具に部品を置き、ロボットがその場から離れている間に人が部品に手を加えるなど、交互に作業するだけ。これをさらに進めて、ロボットが人に直接モノを手渡すなど、作業領域を共有する「協働」、もっと進むとロボットと人が一つものを一緒にもって運ぶなど「同時・同域作業」。 一番右は人の動作に即時に追随する「即時追随協業」responsive
collaboration。組立てたり、ボルトとナットを締めたりなど、領域を共有し同一物に同時に働きかける高度な「協業」。 上の二重線の枠の中にいくと、事前プログラミングではなく、学習などによって得られる「動作リテラシー」や「人間行動駆動」を組み込んだもので、この辺りを「合業」と呼んでいる。 |
|
「合業」を行うロボットと協働ロボットの違い
|
「合業」を行うロボットと協働ロボットの違い 現在のいわゆる「協働ロボット」との違いを要素ごとに示す、表左側特性の次の列が合業ロボット、その右が従来型の協働ロボット。 表頭直下の動作計画は、合業では、あらかじめ持っている「水平に持ち上げる」というような人の動き方をもとに人にあわせて動くのに対し、協働ロボットでは、プログラム化した定型化された動きしかできない。 軌道生成は、合業であれば、「水平に持ち上げる」動作と判断したら人が掴んだ場所の反対側をもって「水平に持ち上げる」軌道で動くのに対し、協働ロボットでは、個別にティーチングが必要という具合。 要するに、ティーチングレスで人に従って人のように複雑な動きをする。 技術的には、5行目にあるように、単なるＦＢ制御ではなく、予測によるＦＦ制御とあるべき状態からのズレを修正するＦＢ制御を組み合わせ、6行目にあるように学習を通じて取得する「ゆっくり動き始める」とか「まっすぐ持つ」という暗黙知のようなものを活用する制御であることが、新たな要素。 7行目にあるように物理的接触を積極的に制御に利用するが、9行目にあるように、当たったら停止するという消極的安全策に限らず、動作を先読みして、当たらないように人と意思疎通するなど（これは人と同じ安全確保動作）、複雑な課題であるが、安全のために積極的に接触を利用することができるようになると考えられること。 |
活動
|
2023／4／14 |
研究専門委員会＃35 (メガ労働生産性システム研究会＃81) |
|
|
１．2023 NEDO先導研究 ヒアリング報告 ２．SII2023 RSJ第41回日本ロボット学会学術講演会オーガナイズドセッション申込 ３．４階層モデル検討 |
|
2023／3／10 |
研究専門委員会＃34 (メガ労働生産性システム研究会＃80) |
|
|
１．2023 NEDO先導研究 提案書（提出版） ２．SII2023 RSJ第41回日本ロボット学会学術講演会オーガナイズドセッション |
|
2023／2／10 |
研究専門委員会＃33 (メガ労働生産性システム研究会＃79) |
|
|
１．2023 NEDO先導研究 提案内容検討 ２．SII2023 ワークショップ報告 |
|
2023／1／13 |
研究専門委員会＃32 (メガ労働生産性システム研究会＃78) |
|
|
１．2023 NEDO先導研究 提案内容検討について ２．SII2023 ワークショップへの参加について |
|
2022／12／9 |
研究専門委員会＃31 (メガ労働生産性システム研究会＃77) |
|
|
１．2023 NEDO先導研究 提案内容検討について ２． SII2022 ワークショップへの参加について |
|
2022／11／16 |
研究専門委員会＃30 (メガ労働生産性システム研究会＃76) |
|
|
都合により中止 |
|
2022／10／14 |
研究専門委員会＃29 (メガ労働生産性システム研究会＃75) |
|
|
１．RSJ研究専門委員会ホームページについて ２．SII2022 ワークショップへの参加について 2022 IEEE／SICE International Symposium on System
Integration（SII2022） Workshop
on Dependable Safety System - ANSHIN & Safety for
Robots & Intelligent Systems - ３．Gogyo 英文説明について ４．第7期活動計画について |
|
2022／9／16 |
研究専門委員会＃28 (メガ労働生産性システム研究会＃74) |
|
|
１．RSJオーガナイズドセッション 質疑メモについて ２．研究専門委員会ホームページについて ３．SII2022 ワークショップへの参加について 2022 IEEE／SICE International
Symposium on System Integration（SII2022） Workshop on Dependable Safety System - ANSHIN & Safety for
Robots & Intelligent Systems |
|
2022／9／7 |
第40回日本ロボット学会学術講演会（RSJ2022） オーガナイズドセッション OS13「人・ロボット協調による『合業』型生産システム」 |
|
|
オーガナイザー：大隅 久(中央大学),林 浩一郎(（株）ＩＨＩ)、阿部
聡(MSTC) |
|
2022／8／12 |
研究専門委員会＃27 (メガ労働生産性システム研究会＃73) |
|
|
１．RSJオーガナイズドセッションについて ２．SIGVerse合業モデル (ROS／GAZEBOによる試行) |
|
2022／7／12 |
研究専門委員会＃26 (メガ労働生産性システム研究会＃72) |
|
|
１．RSJオーガナイズドセッションについて ２．SIGVerse合業モデル ３．ペトリネット図 ４．NEDO 先導研究 2023 RFI |
|
2022／6／10 |
研究専門委員会＃25 (メガ労働生産性システム研究会＃71) |
|
|
１．RSJオーガナイズドセッションについて ２．JST提案書 ３．ペトリネット図 |
|
2022／5／13 |
研究専門委員会＃24 (メガ労働生産性システム研究会＃70) |
|
|
１．「合業」の4階層モデル実現のために技術シーズについて |
|
2022／4／15 |
研究専門委員会＃23 (メガ労働生産性システム研究会＃69) |
|
|
１．NEDO先導研究提案、シス協戦略策定事業成果報告 ２．RSJ 第40回学術講演会参加について オープンフォーラム／オーガナイズドセッション ３．合業階層モデルについて （自由エネルギー原理／予測符号化／能動的推論） |
|
2022／3／11 |
研究専門委員会＃22 (メガ労働生産性システム研究会＃68) |
|
|
１．合業に関する以下の提案書と報告書について報告する。 ２．NEDO先導研究提案書 ３．シス協戦略策定事業成果報告書 |
|
2022／2／4 |
研究専門委員会＃21(メガ労働生産性システム研究会＃67) |
|
|
１．合業 NEDO先導研究 技術開発項目について シス協戦略策定事業 成果報告書について |
|
2022／1／14 |
研究専門委員会＃20(メガ労働生産性システム研究会＃66) |
|
|
１．合業 状態遷移図 技術開発項目について（シス協戦略策定事業纏めおよび NEDO先導研究応募に向け） |
|
2021／12／10 |
研究専門委員会＃19(メガ労働生産性システム研究会＃65) |
|
|
１．「合業」の状態遷移図（案）について議論 |
|
2021／11／12 |
研究専門委員会＃18(メガ労働生産性システム研究会＃64) |
|
|
１．「合業」のシステム図（案）について議論 |
|
2021／10／8 |
研究専門委員会＃17(メガ労働生産性システム研究会＃63) |
|
|
１．MSSF第3回戦略策定委員会資料説明（シーズ調査進捗等） ２．合業ハードウェアイメージについて ３．メガ労働生産性システム研究会第6期活動について |
|
2021／9／10 |
研究専門委員会＃16(メガ労働生産性システム研究会＃62) |
|
|
１．合業、人間行動駆動、動作リテラシー実現のためのシステム図 ２．シーズ調査 |
|
2021／9／8 |
第39回日本ロボット学会学術講演会 オープンフォーラム
合業 ‐ ロボットと人間が助け合う未来の生産システムを目指して （第二回） |
|
|
杉正夫（電気通信大学）、大隅久（中央大学）、林浩一郎（IHI）、川平（MSTC）、村上弘記（日本ロボット学会）、平井成興（NEDO）、阿部、川平、牛丸、堀江（MSTC） |
|
2021／8／20 |
研究専門委員会＃15(メガ労働生産性システム研究会＃61) |
|
|
１．合業、人間行動駆動、動作リテラシー実現のための共通アルゴリズム、シーズ等について議論 |
|
2021／7／9 |
研究専門委員会＃14(メガ労働生産性システム研究会＃60) |
|
|
１．「合業」シナリオ 仮テーマ：息を合わせて物を運ぶについて議論する |
|
2021／6／11 |
研究専門委員会＃13(メガ労働生産性システム研究会＃59) |
|
|
１．人間行動駆動、干渉の要素、動作リテラシーの関係について議論する |
|
2021／5／14 |
研究専門委員会＃12(メガ労働生産性システム研究会＃58) |
|
|
１．合業の分類について議論する |
|
2021／4／9 |
研究専門委員会＃11(メガ労働生産性システム研究会＃57) |
|
|
以下の資料に基づいて合業の具体的な事例について検討する １．合業の事例検討（両手、複数人作業） ２．ぶどうの袋掛け ３．軽トラ積み込み |
|
2021／3／12 |
研究専門委員会＃10(メガ労働生産性システム研究会＃56) |
|
|
１．文献紹介 適宜おこなう。 ２．人間行動駆動＋動作リテラシーの構成議論 |
|
2021／2／12 |
研究専門委員会＃9(メガ労働生産性システム研究会＃55) |
|
|
１．文献紹介 適宜おこなう。 ２．人間行動駆動＋動作リテラシーの構成議論 |
|
2021／1／22 |
研究専門委員会＃8(メガ労働生産性システム研究会＃54) |
|
|
１．文献紹介 適宜おこなう。 ２．人間行動駆動＋動作リテラシーの構成議論 |
|
2020／12／11 |
研究専門委員会＃7(メガ労働生産性システム研究会＃53) |
|
|
１．文献紹介 ２．産業用ロボットとの協働の形態議論 ３．人間行動駆動＋動作リテラシーの構成議論 ４．RSJ運営費利用 |
|
2020／11／20 |
研究専門委員会＃6(メガ労働生産性システム研究会＃52) |
|
|
１．合業の位置づけ議論(IFR図追記検討) ２．人間行動駆動と動作リテラシー議論 |
|
2020／10／16 |
研究専門委員会＃5(メガ労働生産性システム研究会＃51) |
|
|
１．ロボット学会研究専門委員会向け活動内容紹介資料 ２．「人間行動駆動」、「動作リテラシー」、「ボルトナット締め付け」議論内容図示 ３．メガ労働生産性システム研究会（第５期計画） ４．機械システム振興協会提案 ５．動作リテラシー検討 |
|
2020／9／11 |
研究専門委員会＃4(メガ労働生産性システム研究会＃50) |
|
|
１．参考文献紹介 Architecture for Safe
Human-Robot Collaboration: Multi-Modal Communication in Virtual Reality for
Efficient Task Execution ２．ロボット学会研究専門委員会向け活動内容紹介資料 ３．合業の研究開発事項について 「人間行動駆動」、「動作リテラシー」、「ボルトナット締め付け」実現のシナリオとしてはどのようなものがあるか議論 |
|
2020／8／21 |
研究専門委員会＃3(メガ労働生産性システム研究会＃49) |
|
|
１．参考文献紹介 Human-Robot
Collaboration Task sharing through Virtual Reality ２．ロボット学会研究専門委員会向け活動内容紹介資料 ３．合業の研究開発事項について 「人間行動駆動」、「動作リテラシー」、「ボルトナット締め付け」実現のシナリオとしてはどのようなものがあるか議論 ４．複雑高精度機械の組立技術のための3Dモデル 高圧圧縮機モジュール3Dモデルについて議論 ５．活動概要、NEDO 2021 先導研究RFI、産機課／ファナック説明資料 |
|
2020／7／10 |
研究専門委員会＃2(メガ労働生産性システム研究会＃48) |
|
|
１．参考文献紹介 時計の組立 ２．ロボット学会研究専門委員会向け活動内容紹介資料 ３．合業の研究開発事項について 「人間行動駆動」、「動作リテラシー」、「ボルトナット締め付け」実現のシナリオとしてはどのようなものがあるか議論 ４．複雑高精度機械の組立技術のための3Dモデル 高圧圧縮機モジュール3Dモデルについて議論 |
|
2020／6／12 |
研究専門委員会＃1(メガ労働生産性システム研究会＃47) |
|
|
１．ロボット学会研究専門委員会向け活動内容紹介資料 ２．合業の研究開発事項について 「人間行動駆動」、「動作リテラシー」、「ボルトナット締め付け」実現のシナリオとしてはどのようなものがあるか議論 ３．複雑高精度機械の組立技術のための3Dモデル 高圧圧縮機モジュール3Dプリンティング製作可否について議論 |