材料と組み立ての不確実性下における適応的人間とロボットの協調による組積建設

建設現場における人間とロボットの協調作業（HRC）は、ロボットから人間へのコミュニケーションが限られていることや、材料や組み立ての不確実性に起因する公差の蓄積にしばしば直面します。第43回国際建設自動化ロボティクスシンポジウム（ISARC 2026）に採択された論文では、組積施工に特化した適応的ワークフローを提案しています。この研究では、ロボットがレンガを配置し、人間が接着剤を塗布するというレンガ積みのケーススタディを通じて実証されています。ワークフローは2つの補完的なメカニズムによって実現されています。1つは、エンドエフェクタに取り付けられたプロジェクタで、空間的に位置合わせされたタイムリーな投影ガイダンスを手動による接着剤塗布に提供します。もう1つは、レーザスキャンによるフィードバック駆動の把持と配置姿勢の補正です。これらのメカニズムにより、材料のばらつきや組み立て公差の蓄積に応じて、人間とロボットの動作を調整することが可能になります。

研究チームは、従来のランニングボンド積みと非標準的な配置を含む実規模実験を実施しました。結果、投影ガイダンスは接着剤塗布の一貫性を向上させ、塗布時間を短縮しました。また、レーザベースの補正により、コースの水平性が維持され、開ループ実行で発生しがちな衝突故障が回避されました。これらの結果は、空間投影とフィードバック駆動の適応を統合することで、材料および実測センシングを活用し、公差蓄積を軽減し、人機協調施工の精度とロバスト性を向上できることを示しています。この研究は、建設業界における人機協調の新たな方向性を示し、将来的にはより複雑な施工現場への応用が期待されます。