[市場動向]

日立、ウェアラブルデバイスで作業者の身体負荷を定量評価する技術を開発

2019年3月20日(水)日川 佳三(IT Leaders編集部)

日立製作所とドイツ人工知能研究センターは2019年3月20日、スーツ型のウェアラブルデバイスを着用した作業者の身体負荷を定量評価し、身体の部位ごとに作業動作の改善点を提示するAIを開発したと発表した。今後、日立とDFKIは、本技術を作業支援や危険行動防止に活用する。

 ウェアラブルデバイスのセンサーが計測した動作データを利用し、作業時にかかる身体への負荷をリアルタイムに認識、定量化する。さらに、模範的な作業動作との違いを身体の部位ごとにフィードバックする(図1)。日立製作所の産業向け作業解析技術と、ドイツ人工知能研究センター(DFKI:Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz)のディープラーニング技術を融合させて開発した。

図1:AIによる作業動作認識と作業者へのフィードバックによる支援の流れ(出典:日立製作所)図1:AIによる作業動作認識と作業者へのフィードバックによる支援の流れ(出典:日立製作所)
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 同技術を用いて重量物の持ち上げ動作について実験した結果、作業の身体負荷をリアルタイムに定量評価し、「非模範的な動作に対して腰や膝の動作が模範動作と大きく異なる」といった情報を提示できることを確認した。

 開発した技術の1つは、様々な作業動作を計測し、身体負荷を定量化する技術である。人間の主要な動きの識別に必要な30カ所を超える関節部位の動作を、ウェアラブルデバイスのセンサーで計測する。さらに、身体の各部位の状態認識モデルを個別に機械学習させたAIを使って、計測データを解析する。作業で身体にかかる負荷を、ディープラーニングを用いた時系列データ処理技術によって定量化する。

 開発したもう1つの技術は、リアルタイムに身体負荷を推定し、適切な作業姿勢との違いを作業者に提示する技術である。 あらかじめ計測した模範作業の動作データと、作業者の動作データを、個別部位ごとに自動で比較する。重要な違いを生んでいる作業箇所と身体部位をAIが特定し、身体負荷への影響が大きい部位の評価のみを作業者に分かりやすく提示する。

 背景には、作業者の危険防止や健康維持のための支援の重要性が増しているという状況がある。作業者を支援するためには、作業中の労働負荷を把握する必要があるが、従来の固定カメラ映像を利用した方法では、カメラに写る範囲に計測範囲が限定されるといった課題があった。

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ディープラーニング / 日立製作所 / ウェアラブル / ドイツ

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