Open XRプラットフォーム、工場現場での人間とロボットの協働を拡大

何が起きたか

欧州連合（EU）のHorizonプロジェクトMASTER（Mixed reAlity ecoSystem for TEaching Robotics in manufacturing）は、拡張現実（XR）技術を活用したOpen XRプラットフォームを開発している。このプラットフォームは、製造現場での作業員訓練、ロボットプログラミング、人間とロボットの協働を変革することを目指す。

詳細

MASTERのOpen XRプラットフォームは、スペインの仮想現実技術企業Virtualwareが開発したエンタープライズXRプラットフォームVIROOに基づいている。Teknikerの人間コンピュータインタラクション研究者でプロジェクトマネージャーのJohan Kildal氏は、「XRは現在、かなり経済的に導入できるレベルに達している」と述べ、ヘッドセットが容易に入手でき、方向感覚の喪失の問題も大幅に改善され、仮想環境や拡張環境の作成も容易になっていると説明した。 Open XRプラットフォームには、安全なロボット環境、コード不要のロボットプログラミング、視線ベースのインタラクションという3つの機能が追加されている。安全なロボット環境の拡張として、MASTERのコーディネーターでギリシャのパトラス大学の製造システム・自動化研究所（LMS）のプロジェクトマネージャーであるPanagiotis Karagiannis氏は、工場ロボット用の仮想安全ゾーンを開発している。従来の物理的なフェンスの代わりに、安全評価済みセンサー（レーザースキャナーやビジョンベースの監視システムなど）とロボットのコントローラーを使用して、人間が定義された空間に入ると速度低減や保護停止をトリガーする。さらに、動的安全ゾーンを開発し、センサーでロボットのリアルタイム位置と軌道を追跡して、ロボットとともに移動する小さな局所的な安全ゾーンを作成した。これらのゾーンはOpen XRプラットフォーム内で再現され、作業員は実際の生産に入る前に仮想ゾーンの動作を理解し、安全な移動パターンを学ぶことができる。 コード不要のロボットプログラミングでは、TeknikerのKildal氏らが、手動でソースコードを書かずにロボットにタスクを教える方法を開発している。VR内でオペレーターがロボットアームをつかんで動かすと、プラットフォームのプログラミングシステムがロボットのデジタルツインに接続され、動作軌道、物体位置、空間関係をキャプチャして構造化されたロボット命令に変換する。プラットフォーム上で検証された後、新しいプログラムは実ロボットに転送され実行される。Kildal氏は「ロボットはジェスチャーに従い、音声（簡単なコマンド）を理解でき、これらすべてのインタラクションがコードを生成する」と述べ、コードを書いたりデバッグしたりする必要がなく、仮想現実で行うため実際の工場ラインの生産性が低下しないと説明した。 視線追跡ツールについては、ドイツ人工知能研究センター（DFKI）のインタラクティブ機械学習研究者であるLászló Kopácsi氏とMichael Barz氏が、Open XRプラットフォームに視線追跡を実装するためのツールを開発した。Gaze Interaction Toolkitは、Open XRや他のオープンソースXRプラットフォームへの視線ベースのインタラクションの統合を容易にする。視線依存情報ディスプレイ、視覚的注意モニタリング、視線追跡精度評価、オンボーディングツールなどのモジュールが含まれる。また、GazeDriftという風船割りVRゲームは、ジッター、系統的シフト、周辺精度の低下などの視線インタラクションのアーティファクトやシステムエラーをトラブルシューティングするのに役立つ。Kopácsi氏は「視線ベースのトラッキングはまだ新しいインタラクション方法だが、トレーニングプラットフォームを使用する人々にとっては重要だ」と述べた。Barz氏は、次のステップとして、Open XRプラットフォームユーザーのヘッドセットから得られるセンサーデータを分析し、トレーニングニーズをよりよく理解することができると述べ、「ユーザーがトレーニング中に何をしているか、どこを見ているかを正確に理解し、リアルタイムで調整できる」と語った。

Key Facts

なぜ重要か

この取り組みは、製造業における人間とロボットの協働をより安全かつ効率的にする可能性がある。XR技術を活用することで、作業員の訓練コストを削減し、ロボットプログラミングを簡素化し、実際の生産ラインを停止することなく安全な作業方法を学ぶことができる。