慶應大と大林組が開発自動火薬装填システムの実績

自動火薬装填システムの開発とその意義

2023年、慶應義塾大学の若手研究者グループと株式会社大林組は、「官民による若手研究者発掘支援事業」の一環として、自動火薬装填システムを開発しました。このシステムの特徴は、遠隔で火薬の装填と発破を行える点で、山岳トンネルの掘削現場において革新的な操作環境をもたらします。

開発の背景と目的

山岳トンネル工事では、切羽直下での作業が多くの安全上のリスクを伴います。特に、火薬の装填や結線作業は危険性が高く、従来の手作業に依存していました。しかし、慶應義塾大学の野崎貴裕准教授が率いる研究チームは、リアルハプティクス技術を応用し、これらの作業を自動化・遠隔化することを目指しました。この努力は、作業の安全性を高めるだけでなく、生産性の向上にも寄与することが期待されています。

システムの機能と実証実験

自動火薬装填システムは、切羽から離れた安全な場所から火薬を装填できるため、作業者は危険な環境から隔離されます。このシステムでは、大型重機に装填ロボットを搭載し、実際の作業を行うリモコン操作が行われます。2023年9月に長野県のトンネル工事現場で行われた実証実験では、切羽から30メートル、そして320メートル離れた場所からの遠隔装填が成功し、実際に発破も実行されました。

リアルハプティクス技術

リアルハプティクスは、力触覚を再現する技術であり、操作する側に物体の感覚を伝えることができます。これにより、トンネル内での火薬装填作業が、まるで現場で直接行っているかのように直感的に操作できるのです。装填ロボットは、ステレオカメラを使って装薬孔の位置や角度を検知し、自動誘導を行うことで、作業の精度も向上しています。