JPS61136783A - Itvア−ムの制御方式 - Google Patents
Itvア−ムの制御方式Info
- Publication number
- JPS61136783A JPS61136783A JP25568184A JP25568184A JPS61136783A JP S61136783 A JPS61136783 A JP S61136783A JP 25568184 A JP25568184 A JP 25568184A JP 25568184 A JP25568184 A JP 25568184A JP S61136783 A JPS61136783 A JP S61136783A
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- JP
- Japan
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- itv
- arm
- manipulator
- camera
- human operator
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、遠隔操作によるマニプレータシステムlζ用
いるITVアームの制御方式に関する。
いるITVアームの制御方式に関する。
く背景技術〉
マニプレータは、人間の手や指と同じ操作のでをる機械
であるから、これを遠隔操作すれば遠隔にいる人間に代
わってマニプレータlこ作業を行なわせることができる
。従って、例えば放射線発生物質、爆発物、有害物質な
ど危険物を取扱う作業等lこおいて、作業者の安全を確
保しつつ目的とする作業を遂行することが可能となるが
、そのように遠隔操作Iζよりマニプレータを操作する
場合、マニプレータによる作業を的確なものとするため
には、遠隔にいる人間オペレータは1ニブレータによる
遠隔作業に必要な情報が得られるようにすることが重要
である。
であるから、これを遠隔操作すれば遠隔にいる人間に代
わってマニプレータlこ作業を行なわせることができる
。従って、例えば放射線発生物質、爆発物、有害物質な
ど危険物を取扱う作業等lこおいて、作業者の安全を確
保しつつ目的とする作業を遂行することが可能となるが
、そのように遠隔操作Iζよりマニプレータを操作する
場合、マニプレータによる作業を的確なものとするため
には、遠隔にいる人間オペレータは1ニブレータによる
遠隔作業に必要な情報が得られるようにすることが重要
である。
〈発明のaN〉
本発明は、このような点に着目してなされたもので、遠
隔操作によりマニプレータを操作する場合に、ITVカ
メラを用いて、人間オペレータが遠隔lこいても、マニ
プレータによる作業に必要な確実なI!iigR情報を
容易lζ得ることのできるITVアームの制御方丈を提
供することを目的とする。
隔操作によりマニプレータを操作する場合に、ITVカ
メラを用いて、人間オペレータが遠隔lこいても、マニ
プレータによる作業に必要な確実なI!iigR情報を
容易lζ得ることのできるITVアームの制御方丈を提
供することを目的とする。
く課題を達成するための手段〉
上記目的を達成する赳め、本発明のITVアームの制御
方式は、遠隔操作により操作するマニプレータ近傍にI
TVカメラを有する制御可能なITVアームを配し、I
TVカメラの画e+モニタによって人間オペレータが見
るようlこする亡共lこ、上記ITVアームの制御モー
ドとして少なくとも、人間オペレータが操作手段を操作
するととlこよって、ITVアームを入間オペレータの
意志に従った位置、姿勢に合わせる制御モードと、IT
Vカメラが撮らえている対象物を仮想的に移動させ、人
間オペレータの見たい対象物にITVカメラを合わせる
制御モードと、マニプレータの手先付近をITVカメラ
が撮らえるようITVアームを制御する制御モードとを
備えたことを特徴とするITVアームの制御方式。
方式は、遠隔操作により操作するマニプレータ近傍にI
TVカメラを有する制御可能なITVアームを配し、I
TVカメラの画e+モニタによって人間オペレータが見
るようlこする亡共lこ、上記ITVアームの制御モー
ドとして少なくとも、人間オペレータが操作手段を操作
するととlこよって、ITVアームを入間オペレータの
意志に従った位置、姿勢に合わせる制御モードと、IT
Vカメラが撮らえている対象物を仮想的に移動させ、人
間オペレータの見たい対象物にITVカメラを合わせる
制御モードと、マニプレータの手先付近をITVカメラ
が撮らえるようITVアームを制御する制御モードとを
備えたことを特徴とするITVアームの制御方式。
く実 施 例〉
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例に係るITVアームの制御方
丈IこおけるITVアームの制御モードを示すブロック
図であり、また第2図は上記ITVアームの制御方式を
用いた遠隔操作によるマニプレータシステムの概要を示
す。
丈IこおけるITVアームの制御モードを示すブロック
図であり、また第2図は上記ITVアームの制御方式を
用いた遠隔操作によるマニプレータシステムの概要を示
す。
まず、:g 2 W!J R: h h テ、1 ハ人
l517 オペレータで、この人間オペレータ1は遠隔
にいる。
l517 オペレータで、この人間オペレータ1は遠隔
にいる。
2は人間オペレータが操作する操作手段としての操作器
(操作レバー、スイッチ類)で、後述の4つの制御モー
ドを切換えそれぞれtこ操作指令を出力する。また3は
操作部本体である。
(操作レバー、スイッチ類)で、後述の4つの制御モー
ドを切換えそれぞれtこ操作指令を出力する。また3は
操作部本体である。
4は、例オば既述したような危険物を取扱う作業を行な
うマニプレータ、5はマニプレータ4の近くに置かれた
制御可能なアームで、このアー45はその先端にITV
カメラ6が取付けられている。7は上記アーム(以下、
ITVアーふという)5の駆動装置を含む駆動部本体、
8は上記ITVカメラ61こよる画像を写すモニタで、
上述のように、遠隔操作lこよりマニプレータ4を操作
するとき、マニプレータ4の近傍lこ、ITVアーム5
を配置し、ITVカメラ6の画像を人間オペレータlが
見ながら所定の操作を行なうようlこなっている。この
とき、遠隔操作lこ用いるITVアーム5の制御モード
として4種のモードを設けるようにして匹る。
うマニプレータ、5はマニプレータ4の近くに置かれた
制御可能なアームで、このアー45はその先端にITV
カメラ6が取付けられている。7は上記アーム(以下、
ITVアーふという)5の駆動装置を含む駆動部本体、
8は上記ITVカメラ61こよる画像を写すモニタで、
上述のように、遠隔操作lこよりマニプレータ4を操作
するとき、マニプレータ4の近傍lこ、ITVアーム5
を配置し、ITVカメラ6の画像を人間オペレータlが
見ながら所定の操作を行なうようlこなっている。この
とき、遠隔操作lこ用いるITVアーム5の制御モード
として4種のモードを設けるようにして匹る。
更lこ評言すると、ITVアーム5の制御モードを説明
する第2図のブロック図にかいて、10は操作器2から
の速度指令を角速度指令に変換する変換器、11は角速
度指令によってITVアーム5の各自由度の角速度を制
御する制御器で、これらはITVアー45を人間オペレ
ータlの意志lど従った位置、姿勢に合わせる第1の制
御そ−ドの場合に用いられ、制御器11の制御信号がI
TVアーム駆動駆動装置7仁lζ与れる。20は操作器
2からの地球座標系での相対位置指令をITVアーム5
の各自由度の位置指令に変換する変換器、21は変換器
20の位置指令によってITVアーム5の各自由度の角
度位置を制御する制御器で、同様に制御器21からの制
御信号がITVアーム駆動装置7aへ与えられるように
なっているが、これら変換器20.制御器21は、前記
ITVカメラ6が撮らえている対象物を仮想的に移動さ
せ、人間オペレータ1の見たい対象物にITVカメラ6
8合わせるようITVアーム5を制御する第2の制御モ
ードの場合に用いられる。
する第2図のブロック図にかいて、10は操作器2から
の速度指令を角速度指令に変換する変換器、11は角速
度指令によってITVアーム5の各自由度の角速度を制
御する制御器で、これらはITVアー45を人間オペレ
ータlの意志lど従った位置、姿勢に合わせる第1の制
御そ−ドの場合に用いられ、制御器11の制御信号がI
TVアーム駆動駆動装置7仁lζ与れる。20は操作器
2からの地球座標系での相対位置指令をITVアーム5
の各自由度の位置指令に変換する変換器、21は変換器
20の位置指令によってITVアーム5の各自由度の角
度位置を制御する制御器で、同様に制御器21からの制
御信号がITVアーム駆動装置7aへ与えられるように
なっているが、これら変換器20.制御器21は、前記
ITVカメラ6が撮らえている対象物を仮想的に移動さ
せ、人間オペレータ1の見たい対象物にITVカメラ6
8合わせるようITVアーム5を制御する第2の制御モ
ードの場合に用いられる。
前記第1の制御モードでは、人間オペレータ1はITV
アーム5の角速度を操作器2から入力することになるが
、上記第2の制御モードでは視点の移動指令を入力し、
この視点をITVカメラ6で追尾させる0 30は、操作器2からはマニプレータ手先追尾指令が、
またマニプレータ4からはその手先の位置情報が夫々与
えられ、操作器2からのマニプレータ手先追尾指令lζ
基づいてマニプレータ4の各自由度の位置から、現在の
マニプレータ4とITVカメラ6の距離を保つことを条
件lこITVアーム5の各自由度の位置指令に変換する
変換器、31は変換器30の位置指令によってITVア
ーム5の各自由度の角度位置を制御する制御器で、これ
らはマニプレータ4の手先付近をITVカメラ6が撮ら
えるようITVアーム5を制御する第3の制御モードの
場合に用いられ、その場合は上記制御器31からの制御
信号がITVアーム躯勅装置7alこ与えられるように
なっている。
アーム5の角速度を操作器2から入力することになるが
、上記第2の制御モードでは視点の移動指令を入力し、
この視点をITVカメラ6で追尾させる0 30は、操作器2からはマニプレータ手先追尾指令が、
またマニプレータ4からはその手先の位置情報が夫々与
えられ、操作器2からのマニプレータ手先追尾指令lζ
基づいてマニプレータ4の各自由度の位置から、現在の
マニプレータ4とITVカメラ6の距離を保つことを条
件lこITVアーム5の各自由度の位置指令に変換する
変換器、31は変換器30の位置指令によってITVア
ーム5の各自由度の角度位置を制御する制御器で、これ
らはマニプレータ4の手先付近をITVカメラ6が撮ら
えるようITVアーム5を制御する第3の制御モードの
場合に用いられ、その場合は上記制御器31からの制御
信号がITVアーム躯勅装置7alこ与えられるように
なっている。
そして、4()は操作器2からの収納指令Iこ基づいて
予め設定されたITVアーム5の収納位置を出力する変
換器、41は変換器4゜の位置指令によって、ITVア
ーム5の各自由度の角度位置を制御する制御器で、この
制御器41からの制御信号もITVアーム駆動装置7a
へ与えられるようになっている。上記変換器40.制御
器41は、ITVアーム58所定の位置、姿勢に自動的
に収納する第4の制御モードの場合に用いられるもので
あって、ITVアーム5の制御モードとしてこのような
第4の制御モードを備えるようにした場合lこは、IT
Vアーム5を自動的Iこ収納位置に収納することができ
る。
予め設定されたITVアーム5の収納位置を出力する変
換器、41は変換器4゜の位置指令によって、ITVア
ーム5の各自由度の角度位置を制御する制御器で、この
制御器41からの制御信号もITVアーム駆動装置7a
へ与えられるようになっている。上記変換器40.制御
器41は、ITVアーム58所定の位置、姿勢に自動的
に収納する第4の制御モードの場合に用いられるもので
あって、ITVアーム5の制御モードとしてこのような
第4の制御モードを備えるようにした場合lこは、IT
Vアーム5を自動的Iこ収納位置に収納することができ
る。
上記構成において、遠隔操作によりマニプレータ48操
作するとき、遠隔tこいる人間オペレータlは、マニプ
レータ4近傍E 111J御可能に配置されたITVア
ーム5先端のITVカメラ6Iこより撮像された画像を
モニタ8で見ながら行なうが、この場合、人間オペレー
タlがITV7−ム5を自在に操作するか、あるいは自
動的tこマニプレータ4手先付近等tこ追尾させ、マニ
プレータ4#こよる作業Iζ必要な画像情報を得るよう
lこする。
作するとき、遠隔tこいる人間オペレータlは、マニプ
レータ4近傍E 111J御可能に配置されたITVア
ーム5先端のITVカメラ6Iこより撮像された画像を
モニタ8で見ながら行なうが、この場合、人間オペレー
タlがITV7−ム5を自在に操作するか、あるいは自
動的tこマニプレータ4手先付近等tこ追尾させ、マニ
プレータ4#こよる作業Iζ必要な画像情報を得るよう
lこする。
すなわち、人間オペレータ1は、操作器21ζよって制
御モードを選択し指令値を入力する。操作器2は選択さ
れた制御モードによって指令値をそれぞれの変換器10
,20,30または40に出力する。
御モードを選択し指令値を入力する。操作器2は選択さ
れた制御モードによって指令値をそれぞれの変換器10
,20,30または40に出力する。
第1の制御モードでは、入力された指令値は変換器10
で角速度指令lこ、制御器11でITVアーム5各自由
度の制御信号に変換され、ITVアーム駆動装置781
こ出力さn11TVカメラ6が設けられたITVアーム
5を人間オペレータ1の意志通りの位置と姿勢lζ合わ
せる。また、第2の制御モードでは、入力された指令値
は変換器20でITVアーム5各自由度の位置指令−こ
、制御器21でITVアーム5各自由度の制御信号lこ
変換され、rTVアーム駆動装置7aに出力さQ、IT
Vカメラ6が撮らえる対象物を仮想的に移動させ人間オ
ペレータlの見たい対象物にITVカメラ6を合わせる
。更lこ、第3の制御モード蚕選択された場合lζは、
変換器3oはマニプレータ手先追尾指令とマニプレータ
4の手先の位置情報によってITVアーム5各自由度の
位置指令を出力する。この位置指令は制御器31#こよ
ってITVアーム5各自由度の制御信号に変換されてI
TVアーム駆動装置73に出力され、これlこよってI
TVアーム駆動装置7aはマニプレータ4の手先付近を
常lζITVカメラ6が撮らえるようITVアーム5を
制御する。
で角速度指令lこ、制御器11でITVアーム5各自由
度の制御信号に変換され、ITVアーム駆動装置781
こ出力さn11TVカメラ6が設けられたITVアーム
5を人間オペレータ1の意志通りの位置と姿勢lζ合わ
せる。また、第2の制御モードでは、入力された指令値
は変換器20でITVアーム5各自由度の位置指令−こ
、制御器21でITVアーム5各自由度の制御信号lこ
変換され、rTVアーム駆動装置7aに出力さQ、IT
Vカメラ6が撮らえる対象物を仮想的に移動させ人間オ
ペレータlの見たい対象物にITVカメラ6を合わせる
。更lこ、第3の制御モード蚕選択された場合lζは、
変換器3oはマニプレータ手先追尾指令とマニプレータ
4の手先の位置情報によってITVアーム5各自由度の
位置指令を出力する。この位置指令は制御器31#こよ
ってITVアーム5各自由度の制御信号に変換されてI
TVアーム駆動装置73に出力され、これlこよってI
TVアーム駆動装置7aはマニプレータ4の手先付近を
常lζITVカメラ6が撮らえるようITVアーム5を
制御する。
そして、第4の制御モードでは、変換器4゜は収納指令
lこよって収納位置の位置指令を出力し、この位置指令
が制御器411こよりITYアーム5各自由度の制御信
号lζ変換さ几てITVアーム駆動装置7aへ出力さn
% ITVアーム5(−所定の位置、姿勢に自動的に収
納させるようにする。
lこよって収納位置の位置指令を出力し、この位置指令
が制御器411こよりITYアーム5各自由度の制御信
号lζ変換さ几てITVアーム駆動装置7aへ出力さn
% ITVアーム5(−所定の位置、姿勢に自動的に収
納させるようにする。
このようIこして、上記実施例の構成lこよれば、遠隔
操作によりマニプレータ48操作する場合に、遠隔操作
に用いるITVアーム5の制御モードf4種設け、この
制御可能なITVアーム5Iζ取付けたITVカメラ6
のiii*8七ニタ8で見ながら行なうことができる。
操作によりマニプレータ48操作する場合に、遠隔操作
に用いるITVアーム5の制御モードf4種設け、この
制御可能なITVアーム5Iζ取付けたITVカメラ6
のiii*8七ニタ8で見ながら行なうことができる。
人間オペレータ1は、マニプレータ4tこよる遠隔作業
に当って、成る制御モードから他の制御モードへ切換え
れば、上記ITVカメラ6の位置、姿勢を自在に変えた
り、あるいはITVカメラらが撮らえる対象物を仮想的
に移動、すなわち視点の移動指令を入力してその視点を
追尾させたり、またマニプレータ4の手先に自動追尾さ
せたり、更には必要番ζ応じて収納装置6ζ自動的に変
えるようにすることができ、人間オペレータ1がたとえ
作業現場を直接目視することができないような場所憂こ
いたとしても、人間オペレータ1はマニプレータ4によ
る遠隔作業に必要な確実な画像情報を容易に得ることが
できる。人間オペレータ1には、ITVカメラ6を備え
た制御可能なITVアーム5における上述のような各制
御モードによってそれぞn異なる操作法が提供され、こ
れによって上記ITVカメラ6の位置、姿勢等を人間オ
ペレータ1の意志通りlこ動かすことができるから、限
られた視野のITVカメラ6を用いていても、作業遂行
の上で種々の状況lこ対応することが可能である。また
、土肥各制御モード間は自在lこ切換え可能となってお
り、操作器2によって成る制御モードから他の制御モー
ドへとモードの選択が可能となっているが、これを時間
、条件を問わず切換え可能とするこaIこより、操作性
を良好に保つことができる。
に当って、成る制御モードから他の制御モードへ切換え
れば、上記ITVカメラ6の位置、姿勢を自在に変えた
り、あるいはITVカメラらが撮らえる対象物を仮想的
に移動、すなわち視点の移動指令を入力してその視点を
追尾させたり、またマニプレータ4の手先に自動追尾さ
せたり、更には必要番ζ応じて収納装置6ζ自動的に変
えるようにすることができ、人間オペレータ1がたとえ
作業現場を直接目視することができないような場所憂こ
いたとしても、人間オペレータ1はマニプレータ4によ
る遠隔作業に必要な確実な画像情報を容易に得ることが
できる。人間オペレータ1には、ITVカメラ6を備え
た制御可能なITVアーム5における上述のような各制
御モードによってそれぞn異なる操作法が提供され、こ
れによって上記ITVカメラ6の位置、姿勢等を人間オ
ペレータ1の意志通りlこ動かすことができるから、限
られた視野のITVカメラ6を用いていても、作業遂行
の上で種々の状況lこ対応することが可能である。また
、土肥各制御モード間は自在lこ切換え可能となってお
り、操作器2によって成る制御モードから他の制御モー
ドへとモードの選択が可能となっているが、これを時間
、条件を問わず切換え可能とするこaIこより、操作性
を良好に保つことができる。
上述のように、ITVカメラ6の視野が限られたもので
あっても、本発明lこよれば、ITVカメラ6tζよる
限ら几た視野と人間オペレータ1が必要とする視野情報
とのギャップを埋メルマンマシンインターフェースmi
’pa隔操作によるマニプレータシステムにもたせるこ
とができ、既述したような放射線発生物質、傷発物、有
害物質などの危険物を取扱う作業マニプレータシステム
を初め、放射線、有害ガスなど条件の悪い雰囲気で作業
するマニプレータシステム、水中、海中などで建設・保
全作業する作業用マニプレータシステム、宇宙などで作
業する作業用マニプレータシステム、災害時の救援救助
作業用マニプレータシステム、高電圧下の作業用マニプ
レータシステムその他遠隔操作tこよるマニプレータを
使用してロボット化を図る場合に適用し得る。
あっても、本発明lこよれば、ITVカメラ6tζよる
限ら几た視野と人間オペレータ1が必要とする視野情報
とのギャップを埋メルマンマシンインターフェースmi
’pa隔操作によるマニプレータシステムにもたせるこ
とができ、既述したような放射線発生物質、傷発物、有
害物質などの危険物を取扱う作業マニプレータシステム
を初め、放射線、有害ガスなど条件の悪い雰囲気で作業
するマニプレータシステム、水中、海中などで建設・保
全作業する作業用マニプレータシステム、宇宙などで作
業する作業用マニプレータシステム、災害時の救援救助
作業用マニプレータシステム、高電圧下の作業用マニプ
レータシステムその他遠隔操作tこよるマニプレータを
使用してロボット化を図る場合に適用し得る。
〈発明の効果〉
以上のように、本発明のITVアームの制御方式によれ
ば、遠隔操作によりマニプレータを操作する場合、人間
オペレータはマニプレータfこよる遠隔作業に必要な確
実な画像情報を容易に得ることができ、マニプレータに
よる作業を的確なものとすることが可能となる等の効果
を奏する。
ば、遠隔操作によりマニプレータを操作する場合、人間
オペレータはマニプレータfこよる遠隔作業に必要な確
実な画像情報を容易に得ることができ、マニプレータに
よる作業を的確なものとすることが可能となる等の効果
を奏する。
第12図は本発明のITVアームの制御方式の一実施例
を示すブロック図、第2図は上記I TVアームの制御
方式を用いたマニプレータシステムの概略構成図である
。 図 面 中、 1は人間オペレータ、 2は操作器、 4はマニプレータ、 5はITVアーム、 6はITVカメラ、 8はモニタ、 10.2Q、30.40は変換器、 11.21,31,41は制御器である。
を示すブロック図、第2図は上記I TVアームの制御
方式を用いたマニプレータシステムの概略構成図である
。 図 面 中、 1は人間オペレータ、 2は操作器、 4はマニプレータ、 5はITVアーム、 6はITVカメラ、 8はモニタ、 10.2Q、30.40は変換器、 11.21,31,41は制御器である。
Claims (1)
- 遠隔操作により操作するマニプレータ近傍にITVカメ
ラを有する制御可能なITVアームを配し、ITVカメ
ラの画像をモニタによつて人間オペレータが見るように
すると共に、上記ITVアームの制御モードとして少な
くとも、人間オペレータが操作手段を操作することによ
つて、ITVアームを人間オペレータの意志に従つた位
置、姿勢に合わせる制御モードと、ITVカメラが撮ら
えている対象物を仮想的に移動させ、人間オペレータの
見たい対象物にITVカメラを合わせる制御モードと、
マニプレータの手先付近をITVカメラが撮らえるよう
ITVアームを制御する制御モードとを備えたことを特
徴とするITVアームの制御方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25568184A JPS61136783A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | Itvア−ムの制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25568184A JPS61136783A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | Itvア−ムの制御方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61136783A true JPS61136783A (ja) | 1986-06-24 |
Family
ID=17282145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25568184A Pending JPS61136783A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | Itvア−ムの制御方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61136783A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63124490U (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-12 | ||
JPH02205494A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-15 | Hitachi Ltd | マニピュレータ画像追従方法及び装置並びに該装置を備えたマニピュレータ装置 |
JP2008306764A (ja) * | 2008-08-26 | 2008-12-18 | Olympus Corp | 無線通信システム |
-
1984
- 1984-12-05 JP JP25568184A patent/JPS61136783A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63124490U (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-12 | ||
JPH02205494A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-15 | Hitachi Ltd | マニピュレータ画像追従方法及び装置並びに該装置を備えたマニピュレータ装置 |
JP2008306764A (ja) * | 2008-08-26 | 2008-12-18 | Olympus Corp | 無線通信システム |
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