技術開発の紹介

原子力災害対応に向けたロボットシミュレーションシステムの開発

研究背景・目的

◇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(1F)の廃止措置では、高線量下での作業を伴うため、遠隔操縦ロボットの活用が不可欠

◇数値シミュレーション技術を活用して、ロボットの設計・検証ロボットの操縦訓練を効率的に行うためのシステムを開発


開発成果

システムの構築

Choreonoid※1を基にシステムを構築

シミュレーション用計算機

ロボットシミュレータの外観

実機試験
シミュレーション

ロボットが階段を走行する実機試験の様子(左)と
シミュレーションによる再現例(右)

システムの構築

Choreonoid※1を基にシステムを構築

シミュレーション用計算機

ロボットシミュレータの外観

実機試験

シミュレーション

ロボットが階段を走行する実機試験の様子(左)と
シミュレーションによる再現例(右)

水中ロボットシミュレーション機能の開発

1F建屋内の水没箇所での作業模擬を想定した機能を開発

◇ロボットに作用する水の影響を計算
(揚力、抗力、浮力等)

◇水中での不鮮明なカメラ映像を模擬
(ノイズ、歪み、浮遊物等)

水中ロボットシミュレーションの例 (俯瞰) (カメラ)

水中ロボットシミュレーションの例

通信障害シミュレーション機能

ロボットの遠隔操作時の通信障害を模擬するための機能を開発
◇通信速度の制限
◇通信の遅延
◇パケットの損失
◇通信のゆらぎ

水中ロボットシミュレーション機能の開発

1F建屋内の水没箇所での作業模擬を想定した機能を開発

◇ロボットに作用する水の影響を計算
(揚力、抗力、浮力等)

◇水中での不鮮明なカメラ映像を模擬
(ノイズ、歪み、浮遊物等)

水中ロボットシミュレーションの例 (俯瞰) (カメラ)

水中ロボットシミュレーションの例

通信障害シミュレーション機能

ロボットの遠隔操作時の通信障害を模擬するための機能を開発
◇通信速度の制限
◇通信の遅延
◇パケットの損失
◇通信のゆらぎ

環境モデルデータの整備

シミュレーション内でロボットが動く環境(作業現場や試験設備等)のモデルデータを整備

ロボットが階段を走行する実機試験の様子(左)とシミュレーションによる再現例

ロボットが階段を走行する実機試験の様子(左)と
シミュレーションによる再現例(右)





環境モデルデータの整備

シミュレーション内でロボットが動く環境(作業現場や試験設備等)のモデルデータを整備

ロボットが階段を走行する実機試験の様子(左)とシミュレーションによる再現例

ロボットが階段を走行する実機試験の様子(左)と
シミュレーションによる再現例(右)

Choreonoidを基にシミュレーションシステムを構築し、
遠隔操縦ロボットによる作業を模擬するための機能拡張を実施

今後の展開

◇ロボットの設計・動作確認やロボットの操縦訓練の効率化に向けた研究開発を継続

◇シミュレーションシステムの高度化(シミュレーション機能の拡充)に向けて、原子力災害を想定した模擬機能開発(小型無人機、ガンマカメラ等)を実施


※1 国立研究開発法人産業技術総合研究所が開発した動力学シミュレータ
※2 モックアップ階段(楢葉遠隔技術開発センター)