file fig81-7.gda
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doc_set 2006

ロボット分野のロードマップ(特殊環境用ロボット)センシングセンシング機能機能目標性能実験質環境下での認識能力機械周囲障害物検出レーザスキャニング赤外線カメラ監視カメラ構造化された環境(展示会場など)下での認識能力ビジョンセンサ触覚センサ視触覚融合聴覚センサ視聴覚融合測位センサ視覚+他情報融合高解像度ビジョン(~1000万画素)高感度ビジョン(0.1~1ルクス,ダイナミックレンジ3,4桁)実時間ビジョンチップ(フレームレート1KHz,64×64画素)36次元距離センサ(128×123、15fps)音源定位,複数の話者が判別できる(実験室レベル)屋内用(電波式)測位センサ(iGPS)RFIDタグ高性能圧力触覚センサ(10MPa)力センサ(小型化、安価、高信頼性、高耐環境性、高耐負荷性)実時間ビジョンチップ(320×240(QVGA),形状認識,文字認識,複雑背景下でのトラッキング)3次元距離センサ(VGA、奥行き解像度cm、フレームレート奥行き計測)触覚情報処理のLSI化インピーダンス・コンプライアンス調整制御アレイマイク,多自由度アクティブビジョン試験ヤード(屋内)での認識能力機械周囲監視特定の材質の認識ができる好条件下で作業員、資材等の識別、位置の特定高感度ビジョン(0.01ルクス)可搬設置型適応照明高性能圧力触覚センサ(20MPa)超小型測位センサ視覚+障害物検出センサ複合による周囲認識土質センシング実屋内環境下での認識能力・選別率60%以上材質毎に粗選別できる高解像度(1億画素~=人間以上)高感度(0.001ルクス,ダイナミックレンジ7桁=人間並・光学系の小型化,簡略化実時間ビジョンチップ(SVGA,10KHz),実世界空間認識,人物認識,素材認識3次元距離センサ(SVGA,奥行き解像度数mm、フレームレート奥行き計測)様々な触感覚の測定能力(接触位置,法線力,接線力,すべり)視触覚情報処理のLSI化音源定位,騒音環境下での話者が判別できる足下崩壊など危険状況認識(土質強度センサ)汚れ・粉塵環境での認識機械作業環境認識中間処理場内への適用・作業対象(土質、固さ、水分・・・)・移動環境(不特定障害物)・転倒、足下崩壊等変化する環境(室外環境)下での認識能力・選別率80%以上屋外処理現場での適用材質毎に精選別ができる野外移動環境(視覚+車体状態(速度、駆動力、姿勢・・・)+土質など感度自律調整ビジョン対象波長域:可視光線から遠赤外領域高密度、高圧力(1mmピッチ)=人間並みの分別能力(1mm~20mm)直接接続型インタフェース間接接続型インタフェース神経電極埋め込みによる仮想感覚(視覚,触覚)生体埋め込み用LSI人工網膜,人工眼パワーアシスト人間的作業人間に近い手先感覚家庭内作業(家事支援作業)応急手当・簡易診断複数物把持人間との協働軽量タイプ:質量3kg,手先速度2m/s,負荷30家事支援等の作業(特定簡易作業)作業目的に応じた行動計画安全・恐怖心回避(超接触検知)高応答な接触検知重量物対応多自由度重量タイプ:質量100kg,手先速度2m/s,負荷1,000行動を学習する人も自身も傷つけない(柔軟制御)ロボット本体が軽いぶつかっても危険でない力制御1%,応答10Hz研究開発フェーズ神経接続電極の開発,神経信号のパターン解析筋電義手,インテリジェント義足神経接続間接接続(筋電,脳波,視線など)接続機械ブレインマシンインタフェースマニピュレーションマニピュレータ機能目標性能マニピュレータ機構運動制御作業計画力・触覚センシング視覚センシング負荷検出双腕・多軸アーム可変出力制限制御モジュール機構,省配線コンプライアンス調整制御(柔軟性可変)可変コンプライアンス関節大重量駆動制御視覚フィードバック制御(ビジュアルサーボ)行動学習負荷分布検出人を傷つけない(過負荷回避)重量タイプ:質量35kg,手先速度2m/s,負荷100軽量タイプ:質量6kg,負荷2kg高速接触適応制御視覚・力覚・触覚融合制御知識データベース利用熟練者スキルの学習アルゴリズム特定作業タスク動作計画触覚センサの装着軽量、高コンプライアンス型伝達機構状況対応制御モード自動切替動的行動学習ダイナミクス利用作業力覚・触覚情報処理のLSI化ロボット間協調連携制御触覚LSIの通信ネットワーク非金属、柔軟構造動的環境の軌道生成作業タスク自律生成高速・高密度情報処理物体形状/位置検出1m3内±5mm微細家事支援5指20自由度,質量0.5kg,負荷4指16自由度,質量1kg,負荷3指9自由度,質量1kg,負荷複雑な形状の対象の把持3指9自由度,質量1kg,負荷0.5シンプルな対象の把持機能目標性能ハンド移動技術移動ロボット機構管理環境下での移動機能機能機能機能機能機能機能機能機能機能機能目標性能目標性能目標性能目標性能目標性能ハンド機構運動制御力・触覚センシング冗長軸安定制御バイオミメティクス応用Bernstein問題等移動メカニズムクローラホイール高速脚輪機構・全方位移動・3脚脚車輪移動機構モジュール型機構斜面,凹凸面起き上がり全姿勢移動機構2足機構広帯域力センサ:帯域10000倍,ヒステリシス0.1%ドライバ内蔵,省配線不整地適応安定走行階段60度2m/屋内不整地(階段+瓦礫)移動機構不整地安定歩行機構触覚機能付き冗長アクチュエータ人間方式指制御3次元柔軟アレイセンサ不整・泥内・布団内・狭窄地移動ケーブル・ホースハンドリング未知屋外不整地での高速障害物回避(5m/s)野外不整地安定高速走行機構移動環境理解(視覚+駆動力等複合情報による走行環境の認識)姿勢制御+駆動力制御+振動抑制等不整地安定走行機構壊れても動ける機能保全性繰り動作計画柔軟皮膚機能付き筋肉型冗長機構超小型不整地移動ロボットリアルタイム環境認識による詳細移動面MAP生成環境認識による詳細移動面MAP生成利用者の認証,人の認識簡易生成地図・環境認識物体ランドマーク対象物の安全重要度判別不整地3次元位置同定高信頼・高速環境知覚ハイブリッドナビゲーションシステム一般行動計画技術3次元リアルタイムマップ生成RFIDタグ,屋内測位センサ活用移動一時設置ランドマーク標準化・一般環境下の移動経路計画・一般作業タスク動作計画非管理群ロボット協調移動自動車との共存地図生成・簡易ランドマーク活用人と一緒に移動できる既知環境,40km/動的障害物回避移動経路計画グローバル座標測位情報インフラ化複数移動物体認識と行動制御人・ロボット共通ルール走行可搬設置型ランドマーク地図生成,住居の90%未知環境リアルタイム軌道生成・生成率95%以上複数移動物体認識未知環境での自己位置認識人間の移動可能環境での自由移動地図入力・固定ランドマーク活用障害物の概念的理解既知環境,4km/安全移動(障害物認識)人移動方向検出技術追従すべき人・誘導するとの距離姿勢・距離1.5mにおいて10度自己位置同定,10cm室内GPS,複数ランドマーク認識高域測位技術30m四方で0.5m行動学習安全移動(障害物認識)自己位置認識技術環境センシング・人とその他の認識アクチュエータ・認識率95%地図・固定ランドマーク活用衝突回避,簡単な障害物検知既知環境,1km/センシングナビゲーション環境認識技術既知環境軌道生成未知環境リアルタイム軌道生成・生成率50%エネルギー・パワーマネジメントエネルギ源瞬間アクチュエータ通信ネットワーク充電/電池省エネ制御瞬発アクチュエータ,3倍定格,3秒瞬発アクチュエータ:NPAモータ・3倍定格,3秒インテリジェントコネクタいつでも使用可能エネルギ自動補給動作時間1h,効率5%以上・ギャップ30mm,効率80%簡易自動充電自動充電技術(非接触方式)充電タイミングの検出と充電制御過負荷適応制御・省エネ率50%以上高速自動充電,10分小型軽量電池・24V,50Ahr,10kg燃料電池・パワー密度5kwh/kgドライバ一体ネットワークプラグイン・実行10Mbyte/s,RTM実装小型・軽量電池,0.2Kwh/Kg高速高効率CVTロボット用瞬発アクチュエータモーター体型インテリジェントドライバビルトイン型インテリジェントドライバ大容量アクチュエータリアルタイム通信NPA油圧・電子制御の高機能化瞬発アクチュエータ,10倍定格,3秒・10倍定格,3秒Frex?Rayコア,RerponsibeLinkコアRTカスタムアクチュエータリアルタイム体内パワーネットワークディーゼル・電動ハイブリッド動作時間4h,効率20%以上低価格高パワー密度キャパシタ動作時間10h,効率30%以上・パワー密度5kw/kg,価格10万負荷予測最適制御・省エネ率70%以上低価格高パワー密度キャパシタ・パワー密度1kw/kg非接触給電システムパワー回生システムRTシステム最適運用制御最適ハイブリッドシステム動作時間24h,効率60%以上リアルタイム無線LAN通信アクチュエータ小型大容量アクチュエータ瞬発アクチュエータ,30倍定格,1秒人並みアクチュエータインテリジェント筋肉人工筋肉・電動モータハイブリッドシステム人工筋肉リニアシステムロボット用瞬発アクチュエータ・30倍定格,1秒新サーボ瞬発システム人工筋肉・サーボシステム活用京都議定書完遂地域省エネ2倍改善効率50%,移動ロボット車への波及効率30%,移動ロボット物流機械効率10%,フォークリフト建設機械効率5%環境メカトロニクス環境メカトロニクスRTビルトインシステム遠隔操縦通信耐環境性外部情報利用新社会インフラシステムロボット単体局所システムリチウムイオン電池高効率水圧サーボ概念提案システム検討開始システム概念理論検証ロボット駐車場動的運転最適化制御高効率瞬間充放電制御高パワー密度ハイブリッドキャパシタ5kw/kg高速高率CVT5ms,90%大出力プラグインアクチュエータ性能評価の標準化管理下にある地域システムスタティックな環境構造化GIS通信プロトコルによる環境表現の標準化都市内構造化マップの整備・標準化家庭・地域複合システムダイナミックな環境構造化システムキー要素検証,ベンチマーク運用24時間港湾荷役システムインテリジェントP&パイロット運用無人地下搬送システム地域システム実運用開始全自動システム高効率サーボロックシステム熱回収システム生物型省エネ地域インフラ最適運用制新都市システム都市システム建設無人都市物流システム周囲環境の完全把握(ポータブル型インタフェース)オペレータ操作の補助・保管周囲環境の完全把握(大型インタフェース)オペレータ操作に必要な情報提示訴訟に備えたオペレータ操作との状況の完全記録リモコン操縦装置携帯電話網、衛生通信網無線通信、無線LAN多数サイトでのジャミングレスリアリタイム無線LAN大容量アドホックネット移動体高速通信インフラ視覚・力覚・触覚・聴覚融合型インタフェース作業指示理解自律化による操縦支援システム超多サイト遠距離無線LAN超多数サイトでの無線LAN高速で安定した大容量通信現行建設機械ベース耐放射線性電装部品耐放性~102Sv設計図面情報利用目標形状生成複数アーム軸操作作業軌跡制御・多自由度作業装置(マニプレータ)対応操縦系・多腕、多関節マニプレータ同時操作多腕・多間接操作ジョイスティックフィールド作業機械対応温度、湿度、振動、塵埃等、コンパクト、低消費エネルギ、高負荷落下衝撃吸収耐熱、防ガス仕様等の確立(原子力容器非燃料領域)施工対象設計情報利用作業目標・手順生成・作業目標提示感覚的に操作可能な操縦性の実現HUD耐熱性向上耐環境専用機の配備~104Sv(原子力容器燃料領域)~108Sv作業工程連携情報利用設計情報+他の施工機械施工情報利用・多機能作業情報・タスク指示型操作系ミッション指示型操作系・作業対象状況・目標提示・大まかな操作指示+詳細動作自動化作業手順指示リアル+ヴァーチャル+立体視ディスプレイ搭乗型ヒューマンインタフェース機能と技術2004~2005200620072008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