(57)【要約】      （修正有）【課題】ＶＲ空間内において作業を実施でき、しかも、適切な作業を実施した状態を体感させることができる作業動作教育システムを提供する。【解決手段】建設現場の作業を教育するシステムであって、教育を受ける作業者が装着し作業者に視認させるＶＲ画像を表示するＶＲ画像表示装置２と、作業者が保持する鏝モデル５と、作業者が装着する、作業者の体に力を加える駆動部１０と、鏝モデル５の動きに合せて、ＶＲ画像表示装置２に表示させるＶＲ画像および駆動部１０が発生する力を制御する制御部２０と、を備えており、制御部２０は、鏝モデル５の動きに応じて、鏝モデル５とＶＲ画像に含まれる構造物との干渉状態を算出し、算出した干渉状態に応じた力が作業者に加わるように駆動部１０の作動を制御する。【選択図】図１
2020173326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設現場の作業を教育するシステムであって、
教育を受ける作業者が装着し該作業者に視認させるＶＲ画像を表示するＶＲ画像表示装置と、
前記作業者が保持する疑似作業具と、
前記作業者が装着する、該作業者の体に力を加える駆動部と、
前記疑似作業具の動きに合せて、前記ＶＲ画像表示装置に表示させるＶＲ画像および前記駆動部が発生する力を制御する制御部と、を備えており、
該制御部は、
前記疑似作業具の動きに応じて、該疑似作業具と前記ＶＲ画像に含まれる構造物との干渉状態を算出し、算出した干渉状態に応じた力が作業者に加わるように前記駆動部の作動を制御する
ことを特徴とする作業動作教育システム。
【請求項２】
前記制御部は、
見本となる作業具を操作する見本動作を記憶した記憶部を備えており、
前記見本動作と前記作業具の動きとの間にズレが有る場合に、該ズレを修正するように前記駆動部を作動させる
ことを特徴とする請求項１記載の作業動作教育システム。
【請求項３】
前記見本動作は、
疑似作業具を使用して熟練作業者が作業を実施した際に、熟練作業者の所定の部位に装着したセンサから得られる値と、モーションキャプチャ装置によって撮影した動作情報と、から構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の作業動作教育システム。
【請求項４】
前記疑似作業具を使用した際の作業者の動きを記録するモーションキャプチャ装置を備えており、
前記制御部は、
該モーションキャプチャ装置が記憶した作業者の動作と前記見本動作と、を同時にＶＲ画像表示装置に表示させる比較表示機能を備えている
ことを特徴とする請求項２または３記載の作業動作教育システム。
【請求項５】
前記作業が壁材の塗工作業である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の作業動作教育システム。
【請求項６】
前記駆動部が、
作業者の肘部に取り付けられる第一駆動部材と、
作業者の手首に取り付けられる第二駆動部材と、
作業者の肩部に取り付けられる第三駆動部材と、を備えている
ことを特徴とする請求項５記載の作業動作教育システム。
【請求項７】
前記ＶＲ画像が、
ＢＩＭシステムによって形成された画像である
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の作業動作教育システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現場作業教育システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建設技能労働者は減少が著しく、建設業界では恒常的な人材不足が生じている。また、建設技能労働者は、所定の技能を身につけるためには、一定の訓練と実際の作業を経験することが必要になる。このため、新規入職者を確保できたとしても、実際の現場において作業を一人で行うことができるようになるためには、一定の時間を要する。
【０００３】
一方、新規入職者に対する作業の教育は、通常、現場において熟練技能者から教わったり熟練労働者の作業を見て学んだりすることが一般的である。しかし、従来のように、熟練労働者の作業を見て学ぶという方法では、新規入職者がその技能を身に付けるまでに非常に長時間を要する。また、熟練労働者が教育する場合でも、熟練労働者は自分の作業を実施しながらその合間で教育することになるため、十分な教育時間を取ることができない。とくに、近年のように、熟練技能者が少なくなり熟練技能者が不足する状況では、熟練技能者が新規入職者に対して十分な教育を実施することは難しい。
【０００４】
最近では、新規入職者に対して、実際の現場における作業を行う前に、予め作業を教育する機関等も創設されているが、その機関における教官も熟練技能者が務めるため人材の確保が難しい。
【０００５】
ところで、最近では、仮想対象物を含む仮想作業空間を、視覚的、および触覚的または力覚的に作業者に提供する仮想空間提供手段が構成されたシミュレータが開発されている（特許文献１参照）。この技術では、料理や金型加工などの作業を実施させ、理想的な作業との公差を測定して、適切な作業が実施されているか否かを判断することができる旨の記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特願２００２−３３３８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、特許文献１の技術は、入出力デバイスからの情報で、理想的な作業との公差を測定することによって適切な作業が実施されているか否かを判断することまではできても、実際に正確な作業を実施した場合の体の動きを体感させることはできない。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み、ＶＲ空間内において作業を実施でき、しかも、適切な作業を実施した状態を体感させることができる作業動作教育システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明の作業動作教育システムは、建設現場の作業を教育するシステムであって、教育を受ける作業者が装着し該作業者に視認させるＶＲ画像を表示するＶＲ画像表示装置と、前記作業者が保持する疑似作業具と、前記作業者が装着する、該作業者の体に力を加える駆動部と、前記疑似作業具の動きに合せて、前記ＶＲ画像表示装置に表示させるＶＲ画像および前記駆動部が発生する力を制御する制御部と、を備えており、該制御部は、前記疑似作業具の動きに応じて、該疑似作業具と前記ＶＲ画像に含まれる構造物との干渉状態を算出し、算出した干渉状態に応じた力が作業者に加わるように前記駆動部の作動を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によれば、実際の作業の状況と近い感覚で作業を行うことができるので、現場での作業に加えて、多くの作業経験を積むことができ、作業の上達が早くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の作業動作教育システム１の概略ブロック図である。
【図２】本実施形態の作業動作教育システム１の処理フロー図である。
【図３】本実施形態の作業動作教育システム１において見本動作との比較作業を実施する処理フロー図である。
【図４】本実施形態の作業動作教育システム１の疑似作業具である鏝モデル５と、駆動部１０を装着している状態の概略説明図である。
【図５】本実施形態の作業動作教育システム１の疑似作業具である鏝モデル５と、駆動部１０を装着している状態の概略説明図である。
【図６】ＶＲ画像の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施形態の作業動作教育システムは、ＶＲ画像を視認しながら擬似作業を体感させることができるシステムであって、作業者に実際に作業に近い感覚で作業を実施させることができるようにしたことに特徴を有している。
【００１３】
本明細書における「作業」はとくに限定されず、対象となる建造物に対して作業者が反力を受けるような作業であれば採用することができる。例えば、作業者が壁に壁材を塗工する作業や、クロス貼り、左官作業、ボード貼り、軽鉄工事等の作業をあげることができる。
【００１４】
以下では、作業者が壁に壁材を塗工する作業を実施する場合を代表として説明する。
【００１５】
＜本実施形態の作業動作教育システム１＞
図１に示すように、本実施形態の作業動作教育システム１は、教育を受ける作業者が装着するＶＲ画像表示装置２と、作業者が保持する疑似作業具である鏝モデル５と、作業者が装着する駆動部１０と、ＶＲ画像表示装置２や駆動部１０の作動を制御する制御部２０と、を備えている。
【００１６】
＜ＶＲ画像表示装置２＞
ＶＲ画像表示装置２は、作業者にＶＲ画像を視認させる装置である。このＶＲ画像表示装置２は、作業者にＶＲ画像を視認させることができる表示装置であればよく、とくに限定されない。例えば、一般的なＬＥＤディスプレイや有機ＥＬ等のディスプレイ装置を使用することができる。とくに、ＶＲ画像表示装置２としてヘッドマウンディスプレイを使用すれば、作業者がＶＲ画像で表示される空間内で実際に作業している状況をより現実に近い状態で体感できるので望ましい。
【００１７】
＜鏝モデル５＞
図６に示すように、鏝モデル５は、作業者が壁に壁材を塗工する作業に使用する鏝に近い形状や重量に形成されたモデルである。この鏝モデル５には、その移動状態や位置や姿勢などを検出するセンサが設けられており、このセンサが検出した情報が制御部２０に供給されるようになっている。鏝モデル５に設けられるセンサは、鏝モデル５の移動状態（加速度や移動方向等）や姿勢（鏝の塗工面の傾きなど）を検出することができるものであればよく、とくに限定されない。例えば、加速度センサやジャイロセンサ、傾きセンサ等を採用することができる。また、鏝モデル５の位置は、初期状態からの移動量で算出してもよいし、モーションキャプチャシステム等を使用して検出してもよい。
【００１８】
なお、鏝モデル５は、無線等によって制御部２０に情報を提供するようになっていてもよいし、有線で制御部２０と鏝モデル５とを接続し有線で制御部２０に情報を提供するようになっていてもよい。無線で情報を提供するようにすれば、実際の作業に近い状態で作業者が鏝モデル５を動かすことができるという利点が得られる。
【００１９】
＜駆動部１０＞
図１に示すように、駆動部１０は、第一〜第三駆動部材１１〜１３を備えている。
【００２０】
＜第一駆動部材１１＞
図４および図５に示すように、第一駆動部材１１は、作業者の肘部に取り付けられるものである。この第一駆動部材１１は、作業者の前腕部に取り付けられる前部部材１１ａと、作業者の二の腕に取り付けられる後部部材１１ｂと、を有している。そして、前部部材１１ａと後部部材１１ｂとを連結する連結部材１１ｃを有している。連結部材１１ｃは、作業者の腕の曲げ伸ばしやひねりに追従して変形できるようになっている。また、連結部材１１ｃには、腕を強制的に曲げ伸ばしするように前部部材１１ａと後部部材１１ｂとの間に力を加える駆動機構を有している。この駆動機構は、とくに限定されないが、以下に示すような構成を採用することができる。
【００２１】
例えば、後部部材１１ｂの内側と外側にワイヤーが巻き付けられた、モータで駆動し得るリールｒ１，ｒ２をそれぞれ設ける。そして、内側のリールｒ１のワイヤーｗ１の一端を前部部材１１ａの内側に連結し、外側のリールｒ２のワイヤーｗ２の一端を前部部材１１ａの外側に連結する。すると、モータを駆動させて内側のリールｒ１のワイヤーｗ１を巻き取れば、腕を曲げる方向に力を発生させることができる。一方、モータを駆動させて外側のリールｒ２のワイヤーｗ２を巻き取れば、腕を伸ばす方向に力を発生させることができる。
【００２２】
なお、内側のリールｒ１および外側のリールｒ２をそれぞれ２つずつ設ければ、４つのリールの巻取状態を調整することで、腕のひねりを調整することもできる。
【００２３】
また、各リールｒ１，ｒ２は、モータを駆動していない状態では、腕の動きに合わせてワイヤーｗ１，ｗ２が繰り出し巻取されるようになっているものが使用される。
【００２４】
＜第二駆動部材１２＞
図４および図５に示すように、第二駆動部材１２は、作業者の手首に取り付けられるものである。この第二駆動部材１２は、手袋上の手袋部１２ａと、作業者の前腕部に取り付けられる腕部１２ｂと、を有している。そして、手袋部１２ａと腕部１２ｂとを連結する連結部材１２ｃを有している。連結部材１２ｃは、作業者の手首の屈曲やひねりに追従して変形できるようになっている。また、連結部材１１ｃには、手首を強制的に曲げ伸ばしするように手袋部１２ａと腕部１２ｂとの間に力を加える駆動機構を有している。この駆動機構は、とくに限定されないが、以下に示すような構成を採用することができる。
【００２５】
例えば、腕部１２ｂの内側と外側にワイヤーが巻き付けられた、モータで駆動し得るリールｒ３，ｒ４をそれぞれ設ける。そして、内側のリールｒ３のワイヤーｗ３の一端を手袋部１２ａの手のひら側に連結し、外側のリールｒ４のワイヤーｗ４の一端を手袋部１２ａの手の甲側に連結する。すると、モータを駆動させて内側のリールｒ３のワイヤーｗ３を巻き取れば、手首を曲げる方向に力を発生させることができる。一方、モータを駆動させて外側のリールｒ４のワイヤーｗ４を巻き取れば、腕を伸ばす方向に力を発生させることができる。
【００２６】
なお、内側のリールｒ３および外側のリールｒ４をそれぞれ２つずつ設ければ、４つのリールの巻取状態を調整することで、手首の横方向への動きや手首のひねりを調整することもできる。例えば、親指側に設けた内側のリールｒ３および外側のリールｒ４を同時に巻取る駆動と、小指側に設けた内側のリールｒ３および外側のリールｒ４を同時に巻取る駆動と、を交互に繰り返せば、手首を横方向に往復移動させることができる。
【００２７】
また、各リールｒ３，ｒ４は、モータを駆動していない状態では、腕の動きに合わせてワイヤーｗ３，ｗ４が繰り出し巻取されるようになっているものが使用される。
【００２８】
＜第三駆動部材１３＞
図４および図５に示すように、第三駆動部材１３は、作業者の肩部に取り付けられるものである。この第三駆動部材１３は、人の肩に取り付けられる肩部１３ａと、作業者の二の腕に取り付けられる腕部１３ｂと、を有している。そして、肩部１３ａと腕部１３ｂとを連結する連結部材１３ｃを有している。連結部材１３ｃは、作業者の腕の動きに追従して変形できるようになっている。また、連結部材１３ｃには、腕を強制的に動かすように肩部１３ａと腕部１３ｂとの間に力を加える駆動機構を有している。この駆動機構は、とくに限定されないが、以下に示すような構成を採用することができる。
【００２９】
例えば、肩部１３ａの胸側と背中側にワイヤーが巻き付けられた、モータで駆動し得るリールｒ５，ｒ６をそれぞれ設ける。そして、内側のリールｒ５のワイヤーｗ５の一端を腕部１３ｂの内側に連結し、外側のリールｒ６のワイヤーｗ６の一端を腕部１３ｂの外側に連結する。すると、モータを駆動させて内側のリールｒ５のワイヤーｗ５を巻き取れば、腕を内方（胴体に向かう方向）に動かすように力を発生させることができる。一方、モータを駆動させて外側のリールｒ６のワイヤーｗ６を巻き取れば、腕を外方（胴体から離れる方向）に動かすように力を発生させることができる。例えば、内側のリールｒ５と外側のリールｒ６とを交互に巻取れば、腕を横方向に往復移動させることができる。
【００３０】
なお、内側のリールｒ５および外側のリールｒ６をそれぞれ２つずつ設ければ、４つのリールの巻取状態を調整することで、腕を上下方向に動かすこともできる。
【００３１】
また、各リールｒ３，ｒ４は、モータを駆動していない状態では、腕の動きに合わせてワイヤーｗ３，ｗ４が繰り出し巻取されるようになっているものが使用される。
【００３２】
なお、駆動部１０は、第一〜第三駆動部材１１〜１３の全てを備えていなくてもよく、いずれか一つだけでもよいし、３つのうち２つだけでもよい。壁材を塗工する作業の場合であれば、第一、第二駆動部材１１、１２だけでも現場作業における反力をある程度の精度で実現することができる。
また、加圧１０は、上述した第一〜第三駆動部材１１〜１３以外の駆動部材を有していてもよい。例えば、膝や腰などに装着する駆動部材を設けてもよい。この場合には、塗工する高さや横方向への移動なども体感できるので、より現実の作業に近い状態を体感することができる。
【００３３】
＜センサ＞
なお、図示しないが、各第一〜第三駆動部材１１〜１３の各部材に、各部材の動きや位置や姿勢などを検出するセンサが設けられており、このセンサが検出した情報が制御部２０に供給されるようになっている。言い換えれば、各部材が設けられている作業者の体の各部位の動きや位置や姿勢などを検出するセンサが設けられており、このセンサが検出した情報が制御部２０に供給されるようになっている。各部材に設けられるセンサは、各部材の移動状態（加速度や移動方向等）や姿勢（各部材の傾きなど）を検出することができるものであればよく、とくに限定されない。例えば、加速度センサやジャイロセンサ、傾きセンサ等を採用することができる。また、各部材の位置や作業者の体の各部位の動きや位置や姿勢は、初期状態からの移動量で算出してもよいし、モーションキャプチャシステム等を使用して検出してもよい。
【００３４】
この場合、センサからの情報は、無線等によって制御部２０に情報を提供するようになっていてもよいし、有線で制御部２０と各部材とを接続し有線で制御部２０に情報を提供するようになっていてもよい。無線で情報を提供するようにすれば、実際の作業に近い状態で作業者が作業を実施できるという利点が得られる。
【００３５】
＜制御部２０＞
図１に示すように、制御部２０は、鏝モデル５から入力を解析し駆動部１０の作動を制御する解析部２１と、ＶＲ画像表示装置２に表示する画像を制御する画像制御部２２と、と、画像制御部２２で表示する画像に関する情報を記憶した記憶部２５と、備えている。
【００３６】
＜記憶部２５＞
記憶部２５には、作業現場等の画像や、画像に表示させる鏝モデル５の画像、鏝モデル５を保持する作業者の腕などの画像が記憶されている。これらの画像は、予め作成されており、後述する解析部２１で解析された鏝モデル５の動きなどに応じて、画像制御部２２によってＶＲ画像表示装置２に表示される。
【００３７】
＜作業現場等の画像＞
作業現場等のＶＲ画像は、種々の画像作成システムやソフトによって想定される作業現場等を再現させて形成されたものである。壁に壁材を塗る作業では、壁やその周辺に存在する建造物や物体等を含めた画像がＶＲ画像になる。ここで作業現場等のＶＲ画像（以下現場ＶＲ画像という）を作成する画像作成システムやソフトはとくに限定されないが、建築物モデルを設計するＢＩＭシステムを使用して現場ＶＲ画像を作成することが望ましい。ＢＩＭシステムを使用して作成した場合、画像中の各物体の種々の情報（素材や物性等）を含めた情報を現場ＶＲ画像に含めることができる。すると、後述する解析部２１において、鏝モデル５を操作した際に、鏝モデル５が現場ＶＲ画像中の壁材や壁材を塗る壁などから受ける反力を算出することができる。したがって、実際の現場において壁材を壁に塗っている状況を、壁などから受ける反力を体感しながら練習できるようになる。
【００３８】
なお、ＢＩＭシステムとしては、市販されている建物設計用の３次元ＣＡＤを使用することができる。例えば、Ｒｅｖｉｔ（登録商標）等を使用することができる。
【００３９】
＜解析部２１＞
解析部２１は、鏝モデル５に設けられている各センサからの入力に基づいて、鏝モデル５の動きを解析する機能を有している。例えば、鏝モデル５に設けられている加速度センサや移動方向を検出するセンサの入力に基づいて、どの方向に向かってどのような加速度や速度で鏝モデル５が移動しているかを解析する。また、解析部２１では、鏝モデル５と、上述した現場ＶＲ画像に表示される壁との距離を算出する機能を有している。そして、鏝モデル５が壁に接触していない状態では、鏝モデル５に設けられているセンサからの情報に基づいて、解析部２１は鏝モデル５の姿勢や位置を算出する。
【００４０】
一方、壁に鏝モデル５が干渉する状態となった場合には、壁との干渉状態を算出し、その干渉状態の姿勢となるように第一〜第三駆動部材１１〜１３を作動させる。例えば、平坦な壁に鏝モデル５が接触する場合を考える。この場合、最初に鏝モデル５の鏝板の裏面が壁に接触すると、鏝モデル５は移動できなくなる。すると、鏝モデル５をさらに壁方向に移動させるように作業者が鏝モデル５を移動させようとすると、作業者に壁から鏝モデル５に加わる反力に相当する力が作業者に加わるように、解析部２１は第一〜第三駆動部材１１〜１３を作動させる。例えば、鏝モデル５をさらに壁方向に移動させるように作業者が腕などを動かそうとすると、解析部２１は鏝モデル５の位置を維持するように、腕などの移動をさせないように第一〜第三駆動部材１１〜１３を作動させる。具体的には、腕などを伸ばそうとする力と反対方向、つまり、腕などが曲げる方向に力が発生するように、第一〜第三駆動部材１１〜１３を作動させる。
【００４１】
なお、本実施形態の作業動作教育システム１において、現場ＶＲ画像をＢＩＭシステムによって形成すれば、現場ＶＲ画像の情報に壁などの素材や物性等を含めた情報が含まれている。すると、解析部２１は、単に、鏝モデル５と壁との相対的な位置だけでなく、壁の素材に応じた力が発生するように第一〜第三駆動部材１１〜１３を作動させることも可能になる。例えば、壁が硬くほとんど変形しないものであれば、鏝モデル５が壁に接触したのち、鏝モデル５が移動しないように第一〜第三駆動部材１１〜１３の作動を制御する。一方、壁が弾性を有するものや、泥のように可塑性や脆いものなどの場合には、鏝モデル５は壁に接触してからもある程度は移動するが、移動速度が遅くなるように第一〜第三駆動部材１１〜１３の作動を制御させることができる。そして、壁材の物性が記憶部２５に記憶されていれば、その壁材の物性を考慮して第一〜第三駆動部材１１〜１３の作動を制御させることができる。つまり、実際の壁に鏝によって壁材を塗工しているときの感覚に近い反力を作業者に感じさせることができる。
【００４２】
また、解析部２１は、後述するようなモーションキャプチャ装置３０からの入力が無い場合には、基本姿勢の位置を基準位置として記憶し、その基準位置からの移動量や移動方向によって鏝モデル５や第一〜第三駆動部材１１〜１３の位置を算出するようになっていることが望ましい。基本姿勢とは、例えば、両手を下方に下した状態や、壁を塗工する際の基準となる姿勢をすることができる。
【００４３】
＜画像制御部２２＞
画像制御部２２は、ＶＲ画像表示装置２に表示するＶＲ画像（図６参照）を制御する機能を有するものである。画像制御部２２は、ＶＲ画像表示装置２にＶＲ画像を表示させる一般的なＶＲシステムに採用されている制御システムを利用することができる。
【００４４】
画像制御部２２は、記憶部２５に記憶されている現場ＶＲ画像の情報と、作業者の視線に関する情報と、に基づいて、ＶＲ画像表示装置２に表示する現場ＶＲ画像を制御する機能を有している。例えば、ＶＲ画像表示装置２がヘッドマウントディスプレイであれば、作業者の顔の動きに応じてＶＲ画像表示装置２に表示させる現場ＶＲ画像を調整する機能を有している。また、液晶ディスプレイであれば、入力装置によって作業者が視認したい方向を変更すると、その入力情報に基づいてＶＲ画像表示装置２に表示させる現場ＶＲ画像を調整する機能を有している。
【００４５】
また、画像制御部２２は、鏝の画像を現場ＶＲ画像に重ねて表示する機能も有している。この機能も、ＶＲデバイスをＶＲ画像に重ねて表示する一般的なＶＲシステムに採用されている制御システムを利用することができる。つまり、鏝モデル５の移動や姿勢、位置に関する情報が解析部２１から供給されると、その情報に基づいて現場ＶＲ画像中に鏝の画像を表示させる機能を有している。
【００４６】
＜本実施形態の作業動作教育システム１による訓練＞
本実施形態の作業動作教育システム１が以上のような構成であるので、以下のように作業者に壁材の塗工作業を体験させることができる。なお、以下では、ＶＲ画像表示装置２がヘッドマウントディスプレイである場合を説明する。
【００４７】
図２に示す様に、まず、ＶＲ画像表示装置２を作業者の顔に装着し、作業者が鏝モデル５を保持すると、本実施形態の作業動作教育システム１を作動させる。
【００４８】
ついで、作業者に基準姿勢を取らせる。すると、制御部２０の解析部２１は、そのときの鏝モデル５の位置を基準位置に調整する。そして、基準位置が調整されると、作業者が塗工作業の訓練を開始する。つまり、鏝モデル５を操作して、現場ＶＲ画像中の壁に壁材を塗工する作業を行う。
【００４９】
この作業中には、鏝モデル５が現場ＶＲ画像中の壁に接触すると、解析部２１が駆動部１０の第一〜第三駆動部材１１〜１３を作動させて、壁からの反力に相当する力が作業者に加わるようにする。すると、作業者は、実際に鏝によって壁材を壁に塗工しているときと同じ感覚を受ける。そして、自分の作業の結果を現場ＶＲ画像で確認できるので、自分の作業が適切であったか否かを判断できる。
【００５０】
以上のように、本実施形態の作業動作教育システム１であれば、作業者が実際の塗工作業をしているときと近似した感覚を受けるので、作業の経験を積むことができる。
【００５１】
＜ズレを修正機能＞
記憶部２５には、作業者が実施する作業の見本となる見本動作の情報が記憶されていてもよい。つまり、本実施形態の作業動作教育システム１を用いで熟練作業者が塗工作業を実施した際の情報を、見本動作として記憶部２５に記憶していてもよい。この場合、解析部２１は、見本動作の情報に含まれている情報と、実際に作業者が操作して得られた情報を比較し、その相違に基づいて駆動部１０の動作を制御してもよい。つまり、作業者の動きを熟練作業者の動きに合わせるように駆動部１０の動作を制御してもよい（図３参照）。すると、作業者を熟練作業者が実際に手に取って動きを教えているような状態にすることができるので、作業者の作業に対する習熟度を高めやすくなる。
【００５２】
この場合、作業者の動きを熟練作業者の動きに合わせるように駆動部１０を動作させる基準はとくに限定されない。作業者の動きが熟練作業者の動きに対して一定以上のズレが生じると、ズレが許容範囲内になるように駆動部１０を作動させるなどの方法を採用することができる（図３参照）。例えば、作業者が鏝モデル５を動かす速度が速すぎる場合には、駆動部１０の第三駆動部材１３の作動を制御すれば、腕の横方向への動きを遅くすることができる。また、鏝モデル５の角度が適切でない場合には、駆動部１０の第一駆動部材１１（必要であれば第二駆動部材１２）の作動を制御すれば、鏝モデル５の角度を調整することができる。壁への押しつけ量が適切でない場合には、駆動部１０の第一から第三駆動部材１１〜１３の作動を制御すれば、押しつけ量を調整することができる。
【００５３】
なお、見本動作の情報が記憶されている場合には、見本動作を実施している状況をＶＲ画像表示装置２に表示する機能を画像制御部２２が有していてもよい。すると、鏝モデル５を操作して作業訓練を実施する前に作業者が見本動作を画像で確認できるので、作業者が熟練作業者の作業、つまり、適切な作業をイメージしやすくなる。すると、本実施形態の作業動作教育システム１を使用して作業を実施した際に、駆動部１０から修正力が加わると、その修正力の意味を把握しやすくなるので、作業に対する習熟度を高めやすくなる。
【００５４】
また、制御部２５は、鏝モデル５を作業者が操作して訓練したときのデータの情報が記憶されている場合には、画像制御部２２は、作業者の作業の状況を示す作業画像をＶＲ画像表示装置２に表示する機能を有していてもよい。すると、作業者が自分の作業を後から確認できるので、問題点や改善点を把握しやすくなる。とくに、作業画像に見本動作を重ねて表示する比較表示機能を有していれば、自己の作業の問題点をより一層把握しやすくなる。この場合、駆動部１０から加わる修正力の情報も併せて作業画像に表示するようにすれば、自己の作業の問題点をさらに把握しやすくなる。例えば、矢印などによって修正力が加わった方向と大きさを作業画像に重ねて表示する方法などを挙げることができる。
【００５５】
＜作業者の動き検出方法＞
作業者の動きは、上述したように、鏝モデル５に設けられたセンサから演算部２１が算出するようにしてもよい。また、モーションキャプチャ装置３０を別途設けて、モーションキャプチャ装置３０によって作業者の動きを検出してもよい。この場合、使用するモーションキャプチャ装置３０はとくに限定されない。例えば、光学式のモーションキャプチャ装置や、慣性センサ式のモーションキャプチャ装置、機械式のモーションキャプチャ装置、磁気式のモーションキャプチャ装置、ビデオ式のモーションキャプチャ装置等を採用することができる。光学式やビデオ式のモーションキャプチャ装置３０を採用する場合には撮影用のカメラや部材を設ける必要があり、磁気式のモーションキャプチャ装置を採用する場合には磁場を発生させる送信器や磁場を受信する受信器が必要なる。一方、慣性センサ式や機械式のモーションキャプチャ装置の場合、上述した鏝モデル５や駆動部１０の各駆動部材１１〜１３に設けられたセンサの情報を使用して作業者の動きを検出することもできる。
【００５６】
なお、上述した熟練作業者の見本動作や作業者の作業状況をモーションキャプチャ装置３０によって取得するようにすれば、その見本動作と作業動作教育システム１が取得した作業者の動きをより精度よく比較できるという利点が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の作業動作教育システムは、経験によって作業を習得する現場作業において、品質、技術向上や安全、歩掛かり向上等を教育するシステムに適している。
【符号の説明】
【００５８】
１      作業動作教育システム
２      ＶＲ画像表示装置
５      鏝モデル
１０      駆動部
１１      第一駆動部材
１２      第二駆動部材
１３      第三駆動部材
２０      制御部
２１      解析部
２２      画像制御部
２５      記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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