「ベテラン職人の加工技術」の可視化教材開発とその活用による実習教育改善へのトライ

开发“老工匠加工技术”可视化教材，并尝试通过其使用改进培训教育

• 批准号: 15H00243
• 负责人: 松田 英昭
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Akita National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15H00243/
• 关键词: コツの可視化; モーションキャプチャ; コツの可視化; モーションキャプチャ

秋田高専では全学科を対象としたものづくり工作実習が行われている。ものづくり工作実習ではものづくりの基礎を学び体験させることにより, 技術者育成に必要な判断力や想像力を養うことができる。手仕上げや溶接では道具の使い方を含めた体の使い方が重要になっており, 自分自身の感覚を頼りに覚える必要があった。しかし, その感覚は個々で異なるため教授が非常に困難である。作業のコツとなるポイントを学生に分かりやすく伝授することを目的に, 作業のコツの可視化システムの構築を行った。本研究ではノートパソコンと2台のWEBカメラを使用して作業のコツの可視化システムを構築した。撮影した画像からモーションキャプチャ用ソフトウェアにより2次元の動画を3次元でポリゴン化して動作の特徴を抽出した。構築したシステムの利点および特徴は次のとおりである。(1)加工中の姿勢や動作がデータ化され, 定量的に評価できる。(2)3次元のポリゴンで表示できるため, 自分自身の動きを細かく何度も色々な角度から確認できる。(3)さらに職人の動きと比べることにより, 学生は自らの動きとの違いを視覚的にとらえることができる。次に構築したシステムによる作業のコツの可視化および抽出を行った。やすりがけ作業について学生の動きと職人の動きを比較した結果, 職人の動きは上下の変動も少なく, 左手首・右手首・右肘の3点と上半身の動きはシンクロしていることが分かった。上半身に大きな動きがないということは下半身を使って体全体で作業を行っているといえる。これに対して, 学生は手だけが動き, 各関節の距離や高さの変動が日立った。手だけで作業しようとするとヤスリの平行移動が難しくなっていると考えられる。両者の動作の違いは作品の出来栄えにも表れており, 本システムの有効性を確認することができた。今後は本システムを利用した授業における教授法の研究を進めていく予定である。

Akita技术学院为所有部门进行制造和手工艺培训。在制造和手工艺培训中，通过学习和体验制造业的基础知识，您可以制定培训工程师所需的判断和想象力。当手工绘制和焊接时，使用您的身体，包括如何使用工具，并且必须依靠自己的感官，这一点很重要。但是，这种感觉对每个人都是不同的，因此对于教授来说，这是非常困难的。我们已经建立了一个用于可视化工作技巧的系统，目的是以一种易于理解的方式向学生传授工作技巧。在这项研究中，我们构建了一个可视化系统，用于使用笔记本电脑和两个网络摄像机的工作提示。运动捕获软件用于从捕获的图像中将二维视频转换为三维多边形，以提取运动功能。构建系统的优点和特征如下：（1）处理过程中的姿势和运动被转换为数据，可以进行定量评估。 （2）由于可以显示为3D多边形，因此您可以从各个角度详细检查自己的动作。 （3）此外，通过将其与工匠的动作进行比较，学生可以在视觉上掌握自己的运动之间的差异。接下来，我们使用构建系统可视化并提取了工作提示。在比较学生的动作以及工匠在打磨工作方面的动作时，发现工匠的动作几乎没有上下波动，并且上半身的动作与左手腕，右手腕和右肘部同步。上半身缺乏重大运动意味着您正在使用下半身在整个身体上工作。相比之下，学生只动了手，每个关节的距离和高度都没有变化。人们认为，如果您尝试仅用手工作，很难翻译文件。两者的操作差异也反映在工作的性能中，并确认了该系统的有效性。将来，我们计划使用此系统继续研究课程的教学方法。