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公開：2024-12-03

大林組と慶應義塾大学が自動火薬装填システムを開発、トンネル切羽発破の遠隔操作と自律化に成功

text: XEXEQ編集部
（記事は執筆時の情報に基づいており、現在では異なる場合があります）

記事の要約

• 大林組が自動火薬装填システムで遠隔発破に成功
• リアルハプティクス技術で安全なトンネル掘削を実現
• 装薬孔検知技術と連携し作業の自律化にも成功

自動火薬装填システムによるトンネル切羽発破の遠隔化に成功

NEDOの「官民による若手研究者発掘支援事業」の一環として、慶應義塾大学の野崎貴裕准教授らの研究グループと株式会社大林組は力触覚技術を応用した自動火薬装填システムを2023年に開発し、2024年12月2日に実火薬を用いた遠隔発破に成功した。トンネル外から遠隔で操作可能な本システムは、装薬孔検知技術と連携することで作業の自律化も実現している。^[1]

トンネル工事現場での実証実験において、大型重機に搭載した装填ロボットを切羽から30m地点と320m離れたトンネル外から操作し、火薬の装填および発破作業を実施することに成功した。紙巻や粒状の火薬供給装置との連携により、さまざまな種類の火薬に対応可能な柔軟性も実証されている。

本システムはリアルハプティクス技術により、切羽から離れた安全な場所からでも直感的な火薬装填作業が可能となっている。ステレオカメラによる装薬孔の位置検知と装填ロボットの自動誘導により、火薬装填作業の自律化も実現し、作業の安全性と生産性の向上に大きく貢献している。

自動火薬装填システムの特徴まとめ

リアルハプティクスについて

リアルハプティクスとは、現実の物体や周辺環境との接触情報を双方向で伝送し、力触覚を再現する技術のことを指す。主な特徴として、以下のような点が挙げられる。

• 物体との接触時の硬さや柔らかさを遠隔で再現可能
• 風船のような弾力性や自律的な動きの力触覚を伝送
• 遠隔操作者の手元で同様の力触覚を忠実に再現

慶應義塾大学では2014年にハプティクス研究センターを設置し、力触覚技術の研究開発を進めてきた。建設現場における力触覚の活用に向けて、油圧駆動の建設機械や左官作業への適用など、さまざまなシステムの開発と実証を行っている。

自動火薬装填システムに関する考察

自動火薬装填システムの開発成功は、トンネル工事における作業者の安全確保という重要な課題に対する画期的な解決策となる可能性を秘めている。特に切羽直下での危険な作業を遠隔化できることは、重大災害の防止に大きく寄与することが期待できるだろう。

今後は起爆用爆薬を供給する装置の搭載や大型重機の自動運転との連携、さらには火薬の脚線結線作業の自動化など、システムの機能拡張が重要な課題となってくる。これらの技術開発を着実に進めることで、トンネル掘削作業の完全無人化という大きな目標に近づくことができるだろう。

リアルハプティクス技術の応用範囲は建設現場に限らず、医療や産業界全般への展開も期待される。位置や力といった動作情報を記録し再現できる特性を活かし、さまざまな作業の遠隔化や自動化に貢献できる可能性を秘めている。

参考サイト

1. ^ PR TIMES. 「「自動火薬装填システム」でトンネル切羽発破に成功 | 株式会社大林組のプレスリリース」. https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000077.000118168.html, (参照 24-12-03).

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