DX・デジタル

注目記事

第151回「MRI診断　と　電気の流れる音」

2025.10.08

　夏は私にとっては健康診断の季節でもあります。以前は職員も大学キャンパスで集団健診でしたが、昨年から市内の健診施設に大学の予約で出向く形になりました。わざわざ出かけるのが面倒に感じましたが、利点が一つありました。専門の健診施設なので、高度なオプションメニューがあって、(自己負担ですが)検査を追加できます。そろそろ自分の身体は大丈夫かと気になり始めるお年頃、数年前から人間ドックに関心を持ちつつもまだ行けておらず、その代わりに、血液検査に各種マーカ検査を追加し、脳のMRI検査も初挑戦することにしました。　私の開発研究は専門分野不詳なのですが、いくつかセンシングの研究もしています。ロボットなどをやっていると「これが測れたらうれしいな」と思うことは多々あり、その研究をすることがあります。センシングには、対象から出てくる何かを受け取るだけのパッシブなセンシングと、こちらから積極的に何か働きかけてその反応を見るアクティブなセンシングあります。　たとえば、一般的なカメラは、対象となる方向からカメラに向かってくる光を拾うだけのパッシブです。それに対して、ライトを取り付ければ暗闇でも撮影できるようになりますし、レーザーで線を引いたり特殊な模様の光パターンを当てて撮影することで3次元形状情報を取得する手法もあります。近年では光を照射してから戻ってくるまでの時間で距離を得るToFカメラもあります。　アクティブセンシングの基本的な方針は、計測目的を拾い易くなるような(限定的に区別できるような)働きかけを行い、(パッシブ)センサでその反応を取得して、分析処理をすることで、パッシブでは得られないような計測結果を得ます。センサ部品そのもの新作は容易ではありませんが、アクティブセンシングは組み合わせと信号処理の工夫なので、ロボットメカトロ屋でも挑戦でき、製品検査手法などを開発する企業もあります。　という観点でいうと、高級診断装置であるX線CTやMRIはアクティブセンシングです。いわゆるCTはX線源とX線撮像素子を人体の周りでぐるぐる回して、多方向の撮影をします(胸部レントゲンや”バリウム”もこの組み合わせですが、回らないor人間の側で頑張って動きます)。1回のX線画像は、そのX線が通った経路で「のべどれだけ吸収されたか」が得られ、「中身がどういう分布だったら、各方向でその像が見えるか」という問題を解くことで中身を推定します。　一方、MRIはろくに原理を知らずに出かけてしまいました(稀少経験なのにもったいない感)。強い磁場を使うので磁石に付くようなものは厳禁、そういえば大学生の時の実験で核磁気共鳴をやった気がする程度の予備知識で検査前の説明を受けたところ、音に耐えるための耳栓を渡されました。そんな大きな音がする？　機械的に何かすごいの？　という期待を胸に台に横たわると、頭を固定された上で動かないようにと指示。多数の計測から3次元情報を得るなら、動かない方がいいのは当然です。　装置に挿入されて測定開始ですが、グオングオンいうのかと思ったら全く異なる、ブッブッブッブッなどと何種類かのリズムを刻みながら、何かが強制的に角張った振動(正弦波のようなマイルドさとは逆の)をさせられたような音を立てています。え？　MRIってどんな装置？　と思いながら音を楽しんでいたら、時間的苦痛は無く終わりました。　あとで調べたところでは、強磁場下で電波を照射すると帰ってくる電波があり、空間内に磁場の分布をつくることで、その電波の反応を変えて、水素の空間分布を得るようです。

サステナブルなモノづくりのために　No.103

2025.10.01

　先日、精密工学会技術賞が発表され、その一つにデンソーの「不確実な事業環境を勝ち抜くトリプルS生産システム」が選ばれた（https://www.denso.com/jp/ja/news/newsroom/2025/20250919-01/）。これは、デンソーの大安工場にある、可動式モジュールによる、かなり高度なスマート生産システムで、一度見学したことがあるのだが、大変面白かった。　トリプルSというのは、Sustainable（持続可能）、Smart（デジタル化）、Sensible（高感度）の意味で、若干こじつけの感があるが、システム自体は画期的だと感じた。基本、フローショップ方式の生産システムで、真ん中に搬送ラインがあって、そこに加工、組立などの機能を果たす設備モジュールを適宜接続して、多様な製品を製造できるようになっている。設備モジュールは、サイズと接続インタフェースが標準化されていて、AGVで簡単に移動できるようになっていて、自動でラインに接続できる。接続部分が工夫されていて、剛性も確保できるし、電源、通信、エア供給も自動で接続できるようになっていたし、遠中近3段階の位置補正技術を開発したことにより、加工、組立に必要な精度を自動的に確保できるようになっている。

TPMとSCMの連携が生み出す「サステナブルサプライチェーン」＃1

2025.09.26

グローバル企業では、最適なSCM（Supply Chain Management）の実現に、TPM（Total Productive Maintenance：全員参加の生産保全）を活用することが多くなっています。それは、設備ロスを愚直に追求するTPMが基盤強化の強い武器であるからです。本稿では、3回にわたってTPMとSCMの関連性と実際の成果事例を説明します。

第149回「マッサージロボ　と　重さによる力の出力」

2025.08.01

　最近、SNSにマッサージロボットのサービスを受けたという米国の方の話が流れてきました。写真を見ると、ベッド的なものに、手先に押すための部品が付いたような6軸くらいの腕ロボットが左右に2本立ち、おそらくベッドの下にレールがあって、腕の台座が前後(人の上下)に動くように見えます。受ける人は寝転んで、ロボットで上などから押す、という動作が想定されます。それを見た私は「恐ろしい領域に到達したか」と反応し、それが軽くバズりました。　反応の様子からは「ロボットにされることが怖い」と解釈されたようなのですが、私の解釈はロボットによる対人サービスとして難易度が高くて怖い、手を出したくないと思うようなものなのに、それが米国で一般向けのサービスになったらしいということへの驚きでした。　しばらく前から介護支援ロボットやパワーアシストスーツの話題があり、近年は協業ロボットというジャンルがありますが、従来からの生産設備の様々なロボット、メカトロとは、ある点で大きく異なります。生産現場のロボメカ類は「人間と隔離する」ことで、対人の安全性を確保する手段があり、柵、箱、扉、センサ類による人間接近警報、などなどが使われています。少なくとも「扉を開けたら緊急停止」なら動作部に人間が巻き込まれる事故は防げ、装置の設計としては装置そのものだけについて事故無く動くことに専念できます(勝手に手を伸ばしてくる人間がいると想定すると、かなり面倒な不確定要素)。　ところが、対人の「力を出す」サービスでは、人に接したところで動作しなければならず、発想が大きく異なります。しかも、力が不足しても役に立たないため、相応の力、たとえば人間が出せる力やそれを越えるような力を出させるわけです。その制御にもしもがあった場合には、関連する人間にダメージを与えかねません。それゆえ、高度な安全性が、広範囲なシナリオでの想定で求められます。マッサージは「痛気持ちいい」という言葉もあるとおり、痛いと感じるような力も期待されるとともに、一歩間違えば怪我させかねないというすれすれのところゆえの難しさがあります。　マッサージをするには、位置の制御と力の制御のハイブリッドが必要といえます。たとえば、身体の表面のどの辺りを押すか、というポイントは(何らかの計測や情報に基づいて決定できたとして)精度を伴う位置決めが必要になります。一方で、押すときは押す力の加減が必要です。もし相手が固いものであれば、手先位置が接触する少し手前だと力は掛からず、逆に接触位置から押し込み過ぎた位置の場合はメカ的制御的剛性に応じた力が作用します。相手が筋肉のように柔らかければ、それも含めて大きな力は出にくくなりますが、骨に近いところでは大きな力が生じます。また、メカや制御の剛性を全体的に下げると動作の誤差や振動の問題が生じます。そのため、位置制御だけで力出力は難しく、押す方向は力制御、それ以外は位置制御(方向を定める動作含む)という組み合わせの制御が必要となります。