熟練者が何年もかかって習得する操作技術を、わずか1日で初心者が身につけられる——MITの研究チームが開発した新型の建機操作インターフェースが、そうした学習曲線の劇的な短縮を実現しようとしています。
直感的操作を実現する新インターフェース
開発されたのは「World-Space Interface（WSI）」と呼ばれるデバイスです。小型の掘削機アーム付きバケットを握り、実際に手で土を掘るときのように腕を動かす仕組みになっています。オペレータが腕を伸ばしたり、回転させたり、握り込んだりする動作が、取り囲む6パネルのディスプレイに映された仮想掘削機に即座に反映されます。
従来のジョイスティック型操作では、手首の動きを機体の回転、アーム伸縮、バケット操作に変換する必要がありました。この直感的でない対応関係を、業界では「メンタルモデル」と呼びます。習得には通常、数年の経験が必要とされてきました。MITのメカニカルエンジニアリング部門の主任研究科学者Hermano Krebs氏は、人間の自然な動きに機械を適応させるというアプローチを採用しました。
実験で立証された学習効率
研究チームは建設現場、高速道路、森林地帯、採鉱地など15の仮想シナリオを用いて検証を実施しました。土砂の掘削と投棄、トレンチの掘削と整地、障害物撤去、樹木の除去、岩石の破砕など、実務的なタスクが含まれています。
被験者は初心者と熟練者の両グループに分かれ、WSIと従来型ジョイスティック・シミュレータの両方を体験しました。週1時間、7日間のトレーニングは、一般的な掘削機運転コースと同じ期間です。ジョイスティック操作では、初心者は一貫して熟練者よりも低い性能を示しました。この研究成果は「Journal of Computing and Civil Engineering」に掲載されています。
現場導入と遠隔操作への展開
Krebs氏は、このインターフェースが単なるトレーニング・シミュレータに留まらないと考えています。実際の掘削機の操縦室に直接取り付け、オペレータの腕の延長として機能する「外骨格」のような形態での導入を想定しているとされます。
危険または困難な環境での作業が必要な場合、オペレータが離れた場所のトレーラーに座り、このアームを使用して掘削機を遠隔操作することも可能になります。安全性の向上と作業効率化の両面で、建設機械の運用方式に大きな変化をもたらす可能性を秘めた技術といえます。
