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秋山 陽一; 柴沼 蒼; 柳澤 憲一*; 山田 大地; 鈴木 健太; 吉田 萌夏; 大野 貴裕; 川端 邦明; 渡辺 夏帆; 森本 恭一; et al.
JAEA-Review 2023-015, 60 Pages, 2023/09
JAEA-Review-2023-015.pdf:4.78MB
楢葉遠隔技術開発センターは、東京電力ホールディングス株式会社が実施する福島第一原子力発電所の廃炉作業に資するため、遠隔操作機器・装置による廃炉作業の実証試験・要素試験が実施できる施設・設備を有している。2021年度は84件の施設利用を支援し、福島第一原子力発電所廃炉作業等に貢献した。また、福島第一原子力発電所の廃炉・除染に携わる事業者、災害対応分野においてロボット技術等を必要としている事業者との技術マッチングの機会として開催された廃炉・災害対応ロボット関連技術展示実演会に出展し、地域活性化・福島県の産業復興に協力した。さらに、第6回廃炉創造ロボコンや国際原子力人材育成イニシアチブ事業等の支援を通じて、長期にわたる福島第一原子力発電所の廃炉関連業務を担う次世代の人材育成に貢献した。新たな取組みとして、楢葉町教育委員会が実施している「ならはっ子こども教室」への協力として、楢葉町小学生を対象とした遠隔ロボット操作及びVRの体験会を実施し、地域教育活動に貢献した。本報告書は、2021年度における楢葉遠隔技術開発センターの施設・設備の整備・利用状況およびそれに係る取組み、遠隔基盤技術の開発状況、緊急時対応遠隔操作資機材の整備・訓練等の活動状況について取りまとめたものである。
山田 大地; 渡辺 夏帆; 鈴木 壮一郎; 川端 邦明
Automation Systems, 39(464), p.88 - 92, 2023/09
東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所(以下、FDNPS)での事故の対応のため人の活動が著しく制限される高放射線下では、遠隔操作ロボットによる作業が不可欠となっている。このように災害現場等の危険な場所では人に代わって遠隔操作ロボットによる作業が期待される。しかしながら、災害現場のように整備されていない環境においてロボットを運用することは容易ではなく、遠隔操作ロボットにより何がどこまでできるのか(性能)を把握し、現場の状況や要求される作業に足して適したロボットを選定することが求められる。そのために、まずは遠隔操作ロボットの性能を評価する方法が必要となる。このような背景から、われわれはロボット等遠隔操作機材の試験のための設備を整備しており、また、FDNPSでの遠隔操作作業の経験を参考に原子力災害対応において遠隔操作ロボットに求められる要素的な動作を分析し、その要素的な動作に対する性能を定量的に評価する試験法の開発に取り組んでいる。本稿では、この原子力災害対応ロボットのための性能評価方法の開発について紹介する。
山田 大地; 阿部 浩之*; 大金 一二*; 川端 邦明
ROBOMECH Journal (Internet), 10, p.13_1 - 13_8, 2023/06
Unmand aircraft system (UAS)産業は将来の大きな発展が期待されている。しかし、UASによるサービスが提供される場所や場面においてUASがどの程度の性能を発揮できるかについて議論することは難しい。そこで、屋内などのGlobal Navigation Satellite System (GNSS)による測位が参照できない環境において、UASのユーザなど技術的な専門知識のない人にもUASの性能の理解が容易で、UAS間の性能の比較ができる性能評価およびその評価法を研究開発した。本研究開発では、UASメーカーやユーザーとデモやディスカッションを行い、その意見を取り入れながら評価法の改善を繰り返し実施した。また、評価法によりUASの性能の比較が可能であることを実験によって確認した。
山田 大地; 渡辺 夏帆; 鈴木 壮一郎; 川端 邦明
計測と制御, 62(5), p.268 - 271, 2023/05
東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所(以下、FDNPS)での事故の対応のため人の活動が著しく制限される高放射線下では、遠隔操作ロボットによる作業が不可欠となっている。このように災害現場等の危険な場所では人に代わって遠隔操作ロボットによる作業が期待される。しかしながら、災害現場のように整備されていない環境においてロボットを運用することは容易ではなく、遠隔操作ロボットにより何がどこまでできるのか(性能)を把握し、現場の状況や要求される作業に足して適したロボットを選定することが求められる。そのために、まずは遠隔操作ロボットの性能を評価する方法が必要となる。このような背景から、われわれはロボット等遠隔操作機材の試験のための設備を整備しており、また、FDNPSでの遠隔操作作業の経験を参考に原子力災害対応において遠隔操作ロボットに求められる要素的な動作を分析し、その要素的な動作に対する性能を定量的に評価する試験法の開発に取り組んでいる。本稿では、この原子力災害対応ロボットのための性能評価方法の開発について紹介する。
山田 大地; 川端 邦明; 阿部 浩之*
JAEA-Technology 2021-033, 18 Pages, 2022/03
JAEA-Technology-2021-033.pdf:1.58MB
本稿は、原子力災害対応および廃炉作業に用いるロボット等の遠隔操作機器(以下、ロボット)の性能を定量的に評価するとともに、その性能を比較するための試験法について記述したものである。東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所での事故発生後、多くの遠隔操作ロボットが作業に活用されている。災害は発生件数が少ないため、実際の事故対応の作業経験と教訓は、将来の遠隔操作ロボットの開発において重要となる。そこで、我々は福島第一原子力発電所での遠隔操作ロボットによる作業を参考にしてロボット性能評価のための試験方法の開発に取り組んでいる。福島第一原子力発電所の事故対応では、ロボットアームを備えたロボットがロボットアームにより作業対象への接触や作業対象の移動、作業対象を撮影するタスクがあった。また、それらの中には、壁などの障害物により作業対象までの直線的なアクセスを物理的、視覚的に遮られるため、ロボットアームにより障害物の上方を越えて作業対象に接近、接触するタスクがあった。本稿は、壁状の障害物の上方または障害物の奥にある作業対象への接近に関する性能を定量的に評価するための試験手順について記述するものである。試験実施の参考のために、具体的な試験環境の例とテスト実行のデモンストレーションの様子についても掲載している。
川端 邦明; 山田 大地; 阿部 浩之*
JAEA-Technology 2021-021, 30 Pages, 2021/11
JAEA-Technology-2021-021.pdf:2.55MB
本稿は、原子力災害対応および廃炉作業に用いるロボット等の遠隔操作機器(以下、ロボット)の性能を定量的かつ相対的に評価するための試験法について記述したものである。東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所(以下、1F)での事故発生後から現在まで、作業やタスクに応じて多種多様な遠隔操作ロボットが導入されている。このような作業経験と教訓は、将来のロボットの設計、開発に重要であることから、我々はこれらを参考にしてロボット性能評価のための試験方法の開発に取り組んでいる。近年の廃炉作業においては、原子炉格納容器内の核燃料デブリの分布や状態に関する調査が実施されている。格納容器内部へロボット等の投入・展開は、放射性物質の飛散の防止のために小口径の貫通孔を介して行われている。著者らが1Fの1、2号機での作業実施について調査したところ、貫通孔を介して格納容器内に展開した後にロボットによって調査作業を実行するためには、貫通孔にケーブルを通した状態で、貫通孔の出口から下方にある床面上での自在な走行および貫通孔の出口から下方に位置する傾斜面上での自在な走行について高い性能が必要であることがわかった。本稿は、これらの性能に注目して、定量的かつ相対的なロボットの性能比較・評価に資する、貫通孔を介した展開後の床面上走破性能試験と貫通孔を介した展開後の傾斜面上走破性能試験の2つの試験手順について記述するものである。試験実施の参考のために、具体的な試験環境の例とテスト実行のデモンストレーションの様子についても掲載している。
川端 邦明; 山田 大地; 阿部 浩之*
JAEA-Technology 2020-015, 37 Pages, 2020/11
JAEA-Technology-2020-015.pdf:3.81MB
本稿は、原子力緊急時対応および廃炉作業に用いるロボット等の遠隔操作機器(以下、ロボット)の性能を評価するための試験法について記述したものである。東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所での事故発生後、多くの遠隔操作ロボットが作業に活用されている。このような作業経験と教訓は、将来の遠隔操作ロボットの開発に重要であることから、我々はこれらを参考にしてロボット性能評価のための試験方法の開発に取り組んでいる。これまでの著者らの調査により、原子力緊急時対応および廃炉作業のためのタスクをロボットによって実行するためには、スペースが十分にない空間において衝突を回避しながらの走行、階段上にて転倒や転倒を回避しながらの走行、ロボットに接続されたケーブルにより引き起こされる問題を回避しながらの走行、について高い性能が必要であることがわかっている。本稿は、これらを定量的に評価するための、狭隘通路走破性能試験,階段走破性能試験,ケーブル牽引走破性能試験の3つの試験手順について記述するものである。試験実施の参考のために、具体的な試験環境の例とテスト実行のデモンストレーションの様子についても掲載している。
川端 邦明; 山田 大地; 白崎 令人; 石山 博紀
Proceedings of IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM 2019) (USB Flash Drive), p.559 - 564, 2019/07
This paper describes the development of some test methods for the robots utilized for nuclear disaster response and decommissioning tasks. From the experiences in the disaster response at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS), we have learned the importances of the development of the robots and the improvement of the operation capability. In this paper, we describe the test methods for running performances of the robots that are fundamental functions for the tasks in the nuclear disaster response. As the typical examples, we describe the tests for the performance of running through the narrow passage, climbing up and down the stairs and running with dragging the cable.
山田 大地; 大矢 晃久*
計測自動制御学会論文集, 52(12), p.661 - 670, 2016/12
本論文では、移動ロボットの自己位置推定を目的として、過去のスキャンデータの統計量によるレーザスキャナの計測モデルについて述べる。ロボットの自律移動において、一般的にロボットはあらかじめ用意した地図上の自己位置と目的地をもとに走行する。このため、自己位置推定が要素技術となる。レーザスキャナは高精度かつ高速に周囲の形状情報を取得できるセンサであり、自己位置推定に広く用いられている。しかし、人が生活する環境では歩行者などの移動物、路面の傾きやロボットの振動など様々な原因により、レーザスキャナの形状情報が曖昧となる。このため、地図に記述するランドマークの情報を得ることが困難となる、また地図と自律走行時のセンサデータの照合が困難となる。本研究では過去のスキャンデータにおける統計量を地図に用いる。統計量を用いることで、形状情報が曖昧であっても、頻度や分布などの傾向から自己位置推定可能な特徴が得られる。本論文では、この地図を用いたレーザスキャナの計測モデルと、この計測モデルをパーティクルフィルタに適用して自己位置を推定する方法について述べる。実際の歩道において評価実験を行った結果、本手法を用いた自己位置推定は高い正確さを示し、ロボットが安定して目的地まで到達することに成功した。
鈴木 亮太*; 小林 貴訓*; 久野 義徳*; 山田 大地; 山崎 敬一*; 山崎 晶子*
International Journal on Artificial Intelligence Tools, 25(5), p.1640005_1 - 1640005_19, 2016/10
被引用回数：1 パーセンタイル：10.51(Computer Science, Artificial Intelligence)高齢化の進む現代社会において、知能化/ロボット化した車椅子に関する研究が注目されている。高齢者介護施設において、高齢者の心身の健康のために介護士からの積極的なコミュニケーションが重要視されている。一方で、車椅子による移動において、従来通り同伴者が背後から押して移動すると、搭乗者と同伴者の円滑で自然なコミュニケーションの妨げになる。そこで、我々は同伴者と車椅子が自然に隊列を組んでためのロボット車椅子のシステムを開発している。本稿では、車椅子搭乗者と同伴者のふるまいとコミュニケーションについての調査について報告する。また、エスノメソドロジーによってコミュニケーションをとるための自然な隊列について分析した。これらの調査の結果を基に、車椅子搭乗者とコミュニケーションしやすい隊列を組むための複数台ロボット車椅子システムを提案する。
山田 大地; 川端 邦明
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)の廃炉作業において、作業員が作業現場の状況を知ることが、作業効率の向上や安全のために不可欠となる。Simultaneous localization and mapping(SLAM)と呼ばれるロボット工学の地図作成技術は現場の情報を共有するために有効技術である。しかし、福島第一原子力発電所の過酷な環境にSLAMを適用するには技術的課題がある。本発表では1Fを対象としたSLAMの研究開発を促進するためのSLAMの評価法の開発について紹介する。
山田 大地; 阿部 浩之*; 川端 邦明
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所(1F)廃炉において効率的かつ安全に作業するために、原子炉建屋内の様子を知ることが重要となる。このため移動ロボットの地図作成技術(SLAM)の適用が期待されるが、一方で1F現地での実験は実質不可能であり、研究開発は困難となっている。そこで、本研究では1Fのように危険な場所にSLAMを適用するために、現地実験に代わる試験方法として、模擬環境において試験用のデータセットの作成に取り組んでいる。本発表では格納容器(PCV)内部の通路の調査を参考に想定したシナリオとこれを基に構築した模擬環境について紹介する。
川端 邦明; 山田 大地; 石山 博紀
no journal, ,
原子力災害対応用ロボットの性能評価を行うための試験法の開発を行っている。本発表では、格納容器内調査作業の際のアクセスルートを参考に設計開発を行った試験法について紹介する。
山田 大地; 川端 邦明
no journal, ,
地図と位置の同時推定(SLAM)はロボットが自律移動するための技術であるが、同時に、SLAMにより生成された地図はその環境の状態を理解するために有用である。特に福島第一原子力発電所(1F)のように人の侵入が制限された環境において、その環境の状態を理解することは重要となる。また、そのような人の侵入が制限される場所を調査として、遠隔操作ロボットにより得られたデータから地図を作ることは理想的な方法と考えられる。しかし、1Fのような厳しい環境でSLAMを実施するには、まだ、多くの技術的な課題がある。また、1F現地でSLAMの試験を行うことは現実的ではないため、研究開発は困難となる。このため、1FにSLAMを適用するには、現地で試験せずにその性能を評価する方法が必要となる。本発表では現地で実験する代わりに模擬試験環境を用いたSLAMを評価するためのデータセットの開発について述べる。
山田 大地; 阿部 浩之*; 川端 邦明
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所(以下、1F)の廃炉では、高放射線環境で人に代わって現地で作業を行うロボットが欠かせない存在となっており、今後も更なるロボット技術の発展が期待される。ロボット技術の研究が求められると同時に、研究された技術を廃炉の現場作業へ導入することが必要となる。現場作業へ技術を適用するためには、その技術がその現場作業において十分なパフォーマンスを発揮することを示す必要があり、このための試験が重要となる。しかしながら、研究段階では現場の作業環境・作業内容は曖昧であり、また、ロボット技術のパフォーマンスは環境とハードウェアに強く依存するため、研究段階において作業現場でのパフォーマンスを示すことは極めて困難である。このため、1Fのためのロボット技術の研究では評価実験の際の環境やハードウェアを明確に示し、現場との比較および再現が容易であることが重要と考えられる。本稿では、我々が開発している1F原子炉建屋内におけるSLAM(Simultaneous Localization And Mapping)のアルゴリズムの性能評価のためのカメラ画像のデータセットの照明条件ついて、比較・再現を用意とするためにCADデータと3Dプリンタを用いて作成した照明装置について紹介する。
山田 大地; 阿部 浩之*; 川端 邦明
no journal, ,
To work in a place where human access is restricted, using remotely controlled robots as alternative of human is one of the ideal solution, and it is particularly of significant value for harmful places. In Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS) of Tokyo Electric Power Company holdings (TEPCO), many remotely controlled robots are used for its decommissioning. However, remote operation using robots is not easy, and there were some problems in remote robot operations. Robot testing method considering the tasks of remote robot operation in FDNPS is important for development in robotics and training for operators. Then, we survey about these problems on remote robot operation at FDNPS, and develop robot testing methods to quantitatively evaluate robot capabilities for remote operation based on this survey. This paper introduces this survey and the robot testing methods.
川端 邦明; 山田 大地; 阿部 浩之*
no journal, ,
本講演では、日本原子力研究開発機構において開発に取り組んでいる原子力災害対応用ロボットの性能試験法についての開発状況について紹介するものである。
川端 邦明; 大金 一二*; 佐藤 徳孝*; 山田 大地; 阿部 浩之*; 五十嵐 広希*
no journal, ,
本発表では、現在我々が取り組んでいる非GPS環境において小型飛行体が飛行するために必要となる性能を評価する手法の開発状況について報告する。これまでに、非GPS環境での飛行に重要となる、狭隘な環境下での飛行能力、飛行体に搭載可能なセンサの環境計測能力に注目して、機体間、センサ間での相対的な性能比較を可能とするための試験供試体の設計開発および試験手順の開発を行っている。開発を行ってきた内容や開発アプローチや具体的な活動について紹介する。
鈴木 健太; 山田 大地; 川端 邦明
no journal, ,
本件では、操作者の精神的負担を軽減するインタフェースの開発の一環として行った、遅延下における操作者の運動主体感と精神的負担の関係を調査する被験者試験の方法と結果について述べた。試験の結果、被験者の運動主体感と精神的負担に相関があることが確認された。
山田 大地; 阿部 浩之*; 川端 邦明
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故対応の事例を参考に開発しているアーム搭載ロボットの試験法について報告する。災害時のように危険な場所では、人に代わってロボットの遠隔操作にて作業を実施することが期待される。ロボットの遠隔操作にて作業するにあたって、そのユーザがロボットの性能(何がどこまでできるのか)を理解することは重要である。そこで、ロボットの性能について定量的に性能評価する試験法の開発を行っている。このような試験法の開発にあたって実際の災害の経験は重要であるため、これまで我々は福島第一原子力発電所事故対応の事例をもとに評価すべき性能を抽出し、試験法の開発を行っている。本発表では、アーム搭載ロボットに関連する作業の調査とその調査結果をもとに開発を進めている試験法について紹介する。
