遠隔操作用の建設機械に対するシンクロアスリート複数台の同時接続に成功

2024/06/07　株式会社　熊谷組　

遠隔操作用の建設機械に対するシンクロアスリート複数台の同時接続に成功

2024年06月07日

株式会社熊谷組（本社：東京都新宿区、代表取締役社長上田真）は独立行政法人国立高等専門学校機構東京工業高等専門学校（校長樋口聰：東京都八王子市）と共同で、遠隔操作用の建設機械の傾き、振動、音と映像をシンクロアスリート複数台へ同期接続することに成功しました。これにより、全国各地でライブ配信として建設機械の操作感覚を体験できるようになります。

1. 目的

自然災害現場での施工に対する二次災害を防止するため、無人化施工が有効な技術として認識されています。無線通信システムを使って、オペレータが遠隔地から建設機械を操作できるように開発されました。さらに東京工業高等専門学校（以下、東京高専）が開発したシンクロアスリートを使って、建設機械に高解像度カメラや加速度センサを取り付け、映像情報や傾き情報を遠隔操作室にあるコクピットに展開しています。視界情報、音情報、乗り上げ情報をリアルタイムに操作室側に反映することで、本物の建設機械に搭乗しているように、無人化施工を実現できます。
今回、インターネット環境を活用しつつ、建設機械1台に対して、つくば市にある技術研究所のコクピットと、80km以上離れた八王子市にある東京高専のコクピットを同期させ、2台同時に建設機械の搭乗感覚を共有できるようにしました。

2. システム構成

建設機械の動きを再現するシンクロアスリートは、3軸の自由度を持つモーションシミュレータを土台としています（図―1）。ヘッドマウントディスプレイ装着したユーザが搭乗し、建設機械からの加速度情報に合わせてモーションシミュレータの傾きが制御されます。ネットワークを通じて同期した360度映像がヘッドマウントディスプレイ上で臨場感を保ちつつ、再生されます。建設業界の他、スポーツ分野でも活用されてきました。

図―1 シンクロアスリートの特徴

熊谷組技術研究所（茨城県つくば市）の屋外実験ヤードに不整地運搬車を用意し、実験室にシンクロアスリート1台（No.A）を設置しました。さらに東京高専（八王子市）の屋内にもシンクロアスリート1台（No.B）を配置しました（図―2）。不整地運搬車に設置した360度カメラからの4K映像とスマートフォンからの加速度情報が、車両上の5GHz帯無線アクセスシステムの登録無線機からパケットとして送信されます。実験室側の登録無線機で受信されたパケットが熊谷組内部のネットワークを経由して、実験室にあるNo.Aのシンクロアスリートの制御PCに届き、コクピット側で不整地運搬車の動作が反映されます。
モバイルルータ経由で4K映像と加速度情報がインターネット回線で東京高専（八王子市）の屋内にあるNo.Bのシンクロアスリートの制御PCに届き、周囲の音声情報が再生されながら、コクピットが振動あるいは傾きます。なお、不整地運搬車の遠隔操作に関しては、実験室側のシンクロアスリート（No.A）側で行いました。

図―2 システム構成（通信フローは不整地運搬車からの情報のみ表示）

3. 実証実験

2024年2月下旬に実証実験を行いました（図―3）。熊谷組の実験室にいるオペレータがシンクロアスリート（No.A）に搭乗しながら、屋外実験ヤードにある不整地運搬車を操作しました。操作中に建設機械の動きを感じ取ります。ほぼ同時刻において東京高専の屋内にあるシンクロアスリート（No.B）でも搭乗者が建設機械の動きを確認できました。3つの環境の時刻差について計測したところ、0.5秒程度であることを確認しています。

図―3 実証実験時における不整地運搬車とシンクロアスリート2台の様子