成果報告書詳細
管理番号20140000000495
タイトル平成21年度-平成25年度成果報告書 生活支援ロボット実用化プロジェクト 安全技術を導入した移動作業型(操縦が中心)生活支援ロボットの開発 安全技術を導入した移乗・移動支援ロボットシステムの開発
公開日2014/7/24
報告書年度2009 - 2013
委託先名パナソニック株式会社 国立障害者リハビリテーションセンター
プロジェクト番号P09009
部署名ロボット・機械システム部
和文要約件名:平成21年度-平成25年度成果報告書 「生活支援ロボット実用化プロジェクト、安全技術を導入した移動作業型(操縦が中心)生活支援ロボットの開発、安全技術を導入した移乗・移動支援ロボットシステムの開発」

電動ケアベットと電動車いすを融合した移乗・移動支援ロボットシステムを対象として、実用化に必要な安全技術開発及び安全規格整備を推進した。安全技術開発に関しては、設定した安全技術開発項目の当初予定をすべて達成し、その取組み成果をベースに、介助支援型の移乗・移動支援ロボットシステムで、世界初の生活支援ロボット国際安全規格ISO13482の認証を取得した。安全規格整備に関しては、生活支援ロボット安全検証センターへのロボットシステムの貸し出し、試験実施協力等により、「移動作業型(操縦が中心)生活支援ロボット」類型の安全基準策定及び試験ノウハウ構築に貢献した。
以下に、安全技術開発に関する具体的な取組み成果を報告する。
1.リスクアセスメントに関する研究開発:電動ケアベッドと電動車いすのリスクアセスメントをベースにリスクアセスメント(1.機械類の制限の決定、2.危険源の同定、3.リスク見積り、4.リスク評価)を行った。リスク評価の結果、リスク低減が必要な危険源に対しては、3ステップメソッドによるリスク低減方策(1.本質的安全設計方策、2.安全防護及び付加保護方策、3.使用上の情報)を実施し、許容可能なレベルまでリスク低減を行った。
2.操縦IF/操縦支援技術の研究開発:誤操作を防止するわかりやすい操作インターフェースやユーザの操作を支援する操縦支援技術を開発した。
3.安全変形/動作技術の研究開発:柔軟導電体とメッシュ状の絶縁体からなる形状柔軟性を備えた挟み込みセンサを開発した。性能評価を実施した結果、人体等の柔軟体に対して高感度の特性を有し、指等の挟み込み検知や人体との接触検知に有効性が高いことが確認できた。
4.ロボットシステム自己診断技術の研究開発:機能安全規格に基づき、安全操作を実現するホールドツーラン機能(安全関連制御システム)を開発した。V字モデル開発プロセスに基づくハードウェア及びソフトウェアの設計・検証・妥当性確認、FMEDAに基づく安全性能レベル評価により、ホールドツーラン機能が安全要求仕様を満たしていることを確認した。
5.機能/システムユーザビリティーの研究開発:ロボットシステムを用いて、想定ユーザに対する模擬環境実用性評価を行った。各評価結果から抽出された要改良点をロボットシステム改良仕様に反映し、実用性向上を図った。
6.安全環境センシング技術の研究開発:ロボット移動時にロボットの死角等から現れる人や障害物を事前に検知することで、ロボット単体では困難な出会い頭衝突等の防止を支援するシステムを開発した。
英文要約Title: Project for Practical Applications of Service Robots, Development of manually operated mobile servant robots based on safety technology, Development of a transfer/movement assist robotic system based on safety technology (FY2009-2013) Final Report

We have promoted the Research and development of safety technologies required for the practical use and the establishment of safety standards, targeting transfer/movement assist robotic systems integrating an electric care bed and an electric wheelchair. We have achieved all targets set for the safety technology development. Based on these achievements, our care support type robotic system became the world's first equipment certified according to ISO 13482, an international safety standard for personal care robots. As for the initiatives for establishing safety standards, we have contributed to the establishment of safety standards and test methods for manually operated mobile servant robots by cooperating with the Robot Safety Center, including lending of our robot system and providing assistance with test implementation.
The following descriptions report on the specific achievements of our safety technology development. 1. Risk assessment: We conducted a risk assessment based on the risk assessment for electric care beds and electric wheelchairs. We followed the three-step method for the hazards to be reduced. 2. Control IF, control assist technologies: We developed an error-proofing user-friendly control interface and some control assist technologies. 3. Safe transformation/motion technologies: We developed a flexible anti-pinch sensor comprising a flexible conductor and a mesh insulator, and evaluated its performance. The evaluation results showed that the sensor has high sensitivity to flexible objects, such as the human body, and is highly effective in detecting the possible pinching of fingers and other body parts and contact with the human body. 4. Robot system self-diagnosis technologies: We developed a hold-to-run function (safety-related control system) that ensures the safe operation of the robotic systems based on the functional safety standards. We confirmed that the function meets all safety requirements by designing, verifying, and validating hardware and software based on the V-model development process, and evaluating the safety performance level based on FMEDA. 5. Function/system usability: We conducted simulated environmental practicality evaluations with target users using transfer/movement assist robotic systems. We identified the points to be improved from each evaluation result, and incorporated them into the robotic system improvement specifications to enhance the product’s practicality. 6. Safety environment sensing technologies: We have developed a system to detect people and obstacles in the blind spots of moving robots in advance in order to prevent collisions at intersections, which cannot be avoided by robots alone.
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