JP4727071B2 - 職人技再現システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、見習人が使用することで、その見習人に職人技を会得させることを支援することができる職人技再現システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、職人技を取得するためには、職人が実際に行う作業を見て、見よう見まねで自力で訓練を重ねるか、手取り足取りで直接職人からの指導を受けるより他に方法はない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の完全に人為的な訓練では、職人と同じ時間と場所を共有しないで訓練を行うことは、実質的に不可能である。例えば、職人の作業状態を撮った写真やビデオによって、職人技をある程度再現させることも可能ではあるが、パンのような生地をこねる作業を例にとった場合、生地の弾力、なめらかさといった生地の状態がどのようになっていれば良いかという感触情報は、職人が作業を行った所で、職人が作成した瞬間のものを触ってみないと分からない。
【０００４】
そのため、職人がいない場所では職人技を正しく会得することはできず、ましてや、職人が引退したり亡くなってしまった後は、職人技を継承していくことができない、という問題がある。
【０００５】
本発明はかかる従来の課題に鑑みなされたもので、職人がいない所でも、職人が認めた感触などを再現することができる職人技再現システムを提供することをその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、対象物をこねる職人技の再現システムであって、
装着した人の指の位置、指の姿勢、掌の位置、掌の姿勢、指に受ける圧力、掌に受ける圧力に関する検出値データを検出する各センサを備えたデータグローブと、
前記各センサに接続されて、該各センサからの前記各検出値データから技を表す数値（以下、技データという）を逐次演算する演算手段と、
職人がデータグローブを装着して対象物をこねる作業を行ったときの前記技データ（以下、職人技データという）が、時系列的に再生可能な形式で記録された職人技データ記録媒体と、
前記職人技データ記録媒体に記録された職人技データを読み出す読み出し手段と、
前記読み出し手段によって読み出された職人技データを表示する表示手段と、
前記データグローブを装着した人が同様の対象物をこねる作業を行ったときの技データの数値と、前記職人技データ記録媒体で記録された職人技データの数値との偏差を逐次求める比較手段と、を備え、
前記技データは、こねることにより状態が変化する対象物から指及び掌で受ける圧力データを含むことを特徴とする。
【０００７】
センサで捕らえた職人の作業を数値化して職人技データとして記録しておくことにより、感触などといった従来再現性が困難なものも再現できるようになる。比較手段で、その職人技データと見習人の技データと比較するので、その比較結果を認識しながら、見習人が自己の技データが職人技データに近くなるように訓練することにより、職人がいない場所においても訓練を行うことができる。
【０００８】
また、前記職人技データ記録媒体には、職人が対象物をこねる作業を行ったときの動画像が、前記職人技データと同期して記録されており、
前記読み出し手段は、職人技データと共に前記動画像を読み出すものであり、前記表示手段は、職人技データと共に動画像を表示するものとすることができる。
【０００９】
数値化したデータのみならず、職人の作業中の動画像も記録して、上記職人技データと共に読み出すことにより、見習人の訓練を一層充実させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。尚、本発明は明細書内で説明する実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲内で種々の変形が可能である。
【００１１】
図１は、本発明の職人技再現システムの実施形態を表す全体ブロック図である。本発明の職人技再現システムは、データグローブ１０と、データグローブ１０からの信号が入力される処理手段１２と、データグローブ１０から入力されたデータを記録し、処理手段１２によってデータが読取り可能となった職人技データ記録媒体１４と、データグローブ１０から入力されるデータ及び／または職人技データ記録媒体１４によって記録されたデータを表示する表示手段１６と、入力手段１８と、撮像手段１９とを備えている。
【００１２】
データグローブ１０は、掌の部分に取り付けられた位置検出センサ２０と、各指の関節に取り付けた複数の角度センサ２２と、掌の部分に取り付けられた複数の圧力センサ２４と、各指先に取り付けられた圧力センサ２６と、を備えている。これらセンサ２０，２２，２４，２６からの信号は、処理手段１２に入力される。
【００１３】
処理手段１２は、センサ２０，２２，２４，２６からの出力を用いて各指の位置、その姿勢、各指及び掌にかかる圧力を演算する位置・姿勢・圧力演算手段３０と、撮像手段１９からの信号から画像信号を生成する画像生成手段３１と、計時を行う計時手段３２と、基準となる職人がデータグローブ１０を装着したときの位置・姿勢・圧力演算手段３０からの各演算データと、計時手段３２からの時間データとを関連付けて職人技データ記録媒体１４に記録する職人技データ記録手段３４と、職人技データ記録媒体１４から職人技データを読み出す読み出し手段３６と、前記位置・姿勢・圧力演算手段３０からの各演算データと読み出し手段３６で読み出された職人技データとを比較する比較手段３８と、前記位置・姿勢・圧力演算手段３０からの各演算データと読み出し手段３６で読み出された職人技データとを比較し得る画像信号にして表示手段１６へと出力する表示駆動手段３９と、入力手段１８から入力されるコマンドを受付ける入力受付手段４０とを備えている。
【００１４】
職人技データ記録媒体１４には、前記職人技データ記録手段３４によって、予め、データグローブ１０を装着した職人が作業を行ったときの各センサからの出力が位置・姿勢・圧力演算手段３０に入力され、計時手段３２によって計時される作業時間の経過と共に、位置・姿勢・圧力演算手段３０において、指の動き、及び職人の作業対象である生地等の対象物から受けた圧力が逐次、数値化されて職人技を表す職人技データとして記録されている。これらのデータに同期した撮像手段１９によって撮像した職人の作業状態を表す動画像データも圧縮されて職人技データ記録媒体１４に記録される。一度、職人のデータを数値化させて職人技データ記録媒体１４に記録した後は、職人技データ記録手段３４、撮像手段１９を省略することも可能である。職人技データ記録媒体１４に格納されるデータは、書き込み可能な記録媒体のみならず、ＣＤのような読み取り専用の別の記録媒体にも格納することも可能である。また、職人技データ記録媒体１４には、それぞれ異なる職人の作業記録、または同じ職人の異なる作業記録を表すデータを、異なるファイルにして記録しておくこともできる。
【００１５】
読み出し手段３６は、データグローブ１０のセンサ２０，２２，２４，２６からの出力から位置・姿勢・圧力演算手段３０で演算される各指の位置、その姿勢、各指及び掌にかかる圧力のデータを得ると共に、職人技データ記録媒体１４に記録されている職人の各指の位置、その姿勢、各指及び掌にかかる圧力の職人技データ及び圧縮画像データを伸張して、それぞれ、作業開始からの計時時間を基準にして、順次、読み出して、表示駆動手段３９に送出するものである。
【００１６】
比較手段３８は、職人技データと見習人からのデータとを比較して、その偏差を算出し、偏差が所定閾値以上となっているかどうかを判定するものである。または、単に偏差を求めるだけでなく、職人技データと見習人のデータをそれぞれ周波数解析等の解析にかけて、その違いを分析するものとすることもできる。表示駆動手段３９は、前記位置・姿勢・圧力演算手段３０からの各演算データと読み出し手段３６で読み出された職人技データとを比較し得る、例えば、並列して表示することができるような画像信号にして表示手段１６へと出力するものである。
【００１７】
以上のように構成される職人技再現システムで行われる処理を図２のフローチャートを参照しながら説明する。まず、図３に示すように表示手段１６には、初期画面として、記録モードかまたは訓練モードかの表示がなされている（ステップＳ１０）。職人技データを記録するときには、職人がデータグローブ１０を装着して、「記録モード」が選択される。「記録モード」が選択されると、データグローブ１０のセンサ２０，２２，２４，２６のリセットを行うために、データグローブ１０を装着した職人に対して、データグローブ１０の初期設定を行うように指示を行う（ステップＳ１２）。具体的には、データグローブ１０の掌全体を広げて、例えば作業台のような基準位置に載せた状態で、オペレータが入力手段１８より「初期設定コマンド」を入力する。「初期設定コマンド」が入力されると、センサ２０，２２，２４，２６からの出力を位置・姿勢・圧力演算手段３０に取り込み、そのときの掌の位置を０に、指の姿勢を曲げ角度０にリセットする。
【００１８】
こうして、初期設定が行われると、オペレータが入力手段１８より「記録開始コマンド」を入力する（ステップＳ１４でｙｅｓ）。このコマンドにより、各センサ２０，２２，２４，２６からの出力から、位置・姿勢・圧力演算手段３０で、各指の位置及び姿勢、掌の位置及び姿勢、各指及び掌で受ける圧力をそれぞれ演算する。また、撮像手段１９の出力から画像生成手段３１で画像を生成する。位置・姿勢・圧力演算手段３０からの演算値データ及び画像生成手段３１からの動画像データを圧縮したデータと、計時手段３２による経過時間データと関連付けて、職人技データ記録媒体１４に記録する（ステップＳ１６）。こうして、職人の作業の記録を取った後、作業を終了すると、オペレータが入力手段１８から「記録終了コマンド」を入力する（ステップＳ１８でｙｅｓ）。これで、職人の作業の記録が完了する。
【００１９】
見習人が訓練を行うときには、見習人がデータグローブ１０を装着して、「訓練モード」が選択される。「訓練モード」が選択されると、記録モード時と同様に、まず、初期設定を行い、データグローブ１０を装着した見習人に対して、データグローブ１０の初期設定を行うように指示を行う（ステップＳ２０）。その初期設定のやり方は、職人が行ったものと同じである。
【００２０】
初期設定が終わると、読み出し手段３６が職人技データ記録媒体１４に記録されたファイルを読み出して、ファイル一覧を表示して、この中からの選択を促す（ステップＳ２２）。職人技データ記録媒体１４には、前述のように、それぞれ異なる職人の作業記録、または同じ職人の異なる作業記録などが記録されており、この中から見習人が訓練の見本としたい作業に対応するファイルを選択する。オペレータが入力手段１８からファイルの選択を行い（ステップＳ２４でｙｅｓ）、「訓練開始コマンド」の入力を行うと（ステップＳ２６でｙｅｓ）、読み出し手段３６が職人技データ記録媒体１４の中の対応するファイルに格納された位置・姿勢・圧力の数値データを読み出し、動画像データを読み出して伸張を行い、これらのデータを表示駆動手段３９へと送出する。同時に、各センサ２０，２２，２４，２６からの出力を位置・姿勢・圧力演算手段３０で取り込み、各指の位置及び姿勢、掌の位置及び姿勢、各指及び掌で受ける圧力をそれぞれ演算し、これらの数値データを表示駆動手段３９へと送出する（ステップＳ２８）。
【００２１】
また、比較手段３８は、読み出し手段３６で読み出された数値データと、位置・姿勢・圧力演算手段３０で演算された数値データとを比較して、その偏差を求める。偏差が所定閾値よりも大きい場合には、その該当する位置、姿勢または圧力が大きく異なる旨を示すメッセージデータを表示駆動手段３９へと送出する。例えば、親指の位置が、見習人と職人とで大きく異なる場合には、「親指の位置が違います」といった表示を行う。または、親指の圧力が弱い場合には、「親指の力が異なります」といった表示を行う。図４は、表示手段１６の表示例である。または、表示手段１６として、ディスプレイのような視覚的表示手段のみならず、スピーカのような音声的表示手段を有している場合には、メッセージを音声に変換して、音声を発するようにしてもよい。
【００２２】
オペレータから入力手段１８に「訓練終了コマンド」が入力されると、処理を終了する（ステップＳ３０でｙｅｓ）。これで、一訓練が終了する。
【００２３】
こうして、見習人は、自分と職人との差を認識することができて、職人の動き及びそのときの圧力が一致するように、訓練することにより、職人技を身につけることができるようになる。これによって、職人がいない場所でも訓練を行うことができる。圧力は、作業者の指の押圧力が強ければ、必然的に強くなるものであるが、他の指または掌との相対位置関係によって、生地から受ける弾力を表すことができる。これにより、生地の手触りなどを再現させることができる。
【００２４】
以上の実施形態では手に関するデータのみをデータグローブ１０でとるものとしたが、これに限るものではなく、公知のモーションキャプチャーの技術によって、手のみならず、腕、肩、腰等の身体の任意の部分にもセンサを装着して、よりデータを精密にしていくことも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、職人がいない場所であっても、職人の作業を数値化したものを記録媒体に記録することにより、感触などといった従来再現性が困難なものも再現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の職人技再現システムの実施形態を表す全体ブロック図である。
【図２】職人技再現システムで行われる処理を表すフローチャート図である。
【図３】表示部で表示される初期画面例である。
【図４】表示部で表示される比較画面例である。
【符号の説明】
１０ データグローブ
１４ 職人技データ記録媒体
１６ 表示手段
２０，２２，２４，２６ センサ
３０ 位置・姿勢・圧力演算手段
３４ 職人技データ記録手段
３６ 読み出し手段
３８ 比較手段

Claims (2)

1. 対象物をこねる職人技の再現システムであって、
   装着した人の指の位置、指の姿勢、掌の位置、掌の姿勢、指に受ける圧力、掌に受ける圧力に関する検出値データを検出する各センサを備えたデータグローブと、
   前記各センサに接続されて、該各センサからの前記各検出値データから技を表す数値（以下、技データという）を逐次演算する演算手段と、
   職人がデータグローブを装着して対象物をこねる作業を行ったときの前記技データ（以下、職人技データという）が、時系列的に再生可能な形式で記録された職人技データ記録媒体と、
   前記職人技データ記録媒体に記録された職人技データを読み出す読み出し手段と、
   前記読み出し手段によって読み出された職人技データを表示する表示手段と、
   前記データグローブを装着した人が同様の対象物をこねる作業を行ったときの技データの数値と、前記職人技データ記録媒体で記録された職人技データの数値との偏差を逐次求める比較手段と、を備え、
   前記技データは、こねることにより状態が変化する対象物から指及び掌で受ける圧力データを含むことを特徴とする職人技再現システム。
2. 前記職人技データ記録媒体には、職人が対象物をこねる作業を行ったときの動画像が、前記職人技データと同期して記録されており、
   前記読み出し手段は、職人技データと共に前記動画像を読み出すものであり、前記表示手段は、職人技データと共に動画像を表示するものである請求項１記載の職人技再現システム。

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