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ロボットの現場実装基盤にタワークレーン作業の物理シミュレーション機能を組み込み

 スペースデータは、ロボットの現場実装基盤「RobotBrain」に、タワークレーン作業の物理シミュレーション機能を組み込んだ。

 第1弾として、東名高速道路と首都圏中央連絡自動車道(圏央道)が交わる海老名ジャンクションの工事現場の地形と高架を、空間を情報化しAIに物理を学習させ、想定工事(ランプ橋の拡幅)のヤードに配置したクレーン4台と工事車両6台を物理計算で動かすシミュレーションを実現。架設・荷役・相吊り・掘削・打設・安全教育の6つの作業を、操作のたびに重さ・張力・揺れを計算しながら体験・検証することができる。

タワークレーン作業の操作シミュレーション画面。クレーンの機種を選び、旋回・起伏・巻き上げを操作しながら、負荷率や揺れを確かめられる

 老朽化が進む高速道路の更新・修繕工事が進められる中、供用中の高架や交通に近接した限られたヤードで工事が行なわれることが多く、誤れば重大事故につながる可能性がある。同時に、クレーン作業の安全性は、荷の重さや作業半径、風や操作による揺れなど多くの条件に左右され、現地と同じ条件を再現してテストを行なうことは容易ではない。施工計画や安全教育は図面と経験に頼る部分が大きく、関係者が同じ完成イメージを共有しにくいことも課題として挙がっていた。

 RobotBrainは、ロボットの機種・台数・配置・制御・安全条件を仮想空間で検証してから実機に反映し、現場で得たデータを仮想空間に戻して更新する、ロボットの現場実装基盤。今回、この導入前検証の仕組みを建設現場のクレーンや建設機械に適用した。海老名ジャンクションの地形と高架をシステム上で再現し、その上に想定工事の作業ヤードを配置。タワークレーン3基と移動式クレーン1台の計4台、トレーラーやバックホウ、ダンプ、コンクリートポンプ車など工事車両6台が、同じ空間の中で連動して動く。

架設の再現。鋼桁と高架の最接近箇所を赤枠で示し、その時点の距離を表示
打設の再現。打ち込みが速すぎると型枠にかかる側圧が設計値を超え、作業が停止する

 シミュレーションでは、架設、荷役、相吊り、掘削、打設、安全教育の6つの作業を再現。高速道路会社、鉄道事業者、ゼネコン、建設コンサルタントなど、供用中のインフラに近接した工事の計画・発注・施工を担う事業者での活用を想定している。

安全教育の再現。吊り荷に人が近づくと警告を表示し、クレーンを停止させる