建設コンサルタンツ協会ホーム235号目次

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To the next generation

動きを伴う陶芸技能の保存・伝承の試み

藤本英雄

FUJIMOTO Hideo

1 ――はじめに名古屋工業大学大学院/情報工学専攻/教授
ものづくりテクノセンター長が、その手法等は確立されていない。

■図 2 − 3D ビデオ■図 3 −バーチャル CG ムービー

陶芸には、①土練り、②形成、③乾燥、④素焼き、⑤することができる。本プロジェクトでは、陶芸家の手の伝統技能とは、伝統的な工芸品などを作るための高動きを伴った技能の保存については、近年映像として絵付け、⑥釉掛け、⑦本焼きなど、非常に多くの工程を動きを特殊カメラで撮影し、陶芸の形成過程の 3D ビデ度な技術であり、その多くは手工業で、永年にわたり職記録する方法が一般的になっている。我々は、保存もま含んでいる。これら陶芸の一連の流れの中で、本プロオを作成した。本ビデオにより、陶芸職人の形成過程を人から職人へ、試行錯誤や改良を経て伝えられている。

た伝承の範疇として考え、技能を臨場感のある 3 次元立

ジェクトでは形成の工程を取り上げた。また、形成の手立体的に何度も繰り返して観察することが可能となる。

陶芸などの伝統技能においては、作品などの有形で静体映像として保存することに取り組んでいる。また、映像法にも、ろくろや手びねりなど素手による作業と、コテや次に、陶芸家の動作計測を行った。まず陶芸家の手的な結果も大切であるが、製法などの動きを伴った技、は視覚のみであるが、視覚だけでなく触覚や触感につヘラなどの道具を用いた作業がある。ここでは、ろくろや指の寸法を正確に計測し、コンピュータの中に陶芸家つまり無形で動的な過程も大変重要である。

いても研究を進めている。この他にも、結果だけでなくを用いた手による作業を対象とした。のデジタルモデルを作成した。そして磁気式の 3 次元モ動きを伴う技は、体験と訓練により体で覚えるという方法によって伝承されているため、その技術の習得には過程、時間的な要因や、人から人への伝承における感性的な部分など、多くの課題が存在する。

陶芸の形成技術においては、陶芸家の手の動き、力ーションキャプチャおよびデータグローブを使用し、陶芸の入れ方、そして指先の感触などが重要となる。これら作品を形成中の陶芸家の腕と手、指の動きを計測した。

長い年月を必要としている。これに対し、近年技能の保この他、技能の保存伝承には教育・訓練の方法論も密形成技術の保存伝承には、形状や動作などの視覚的な計測したデータを用いてコンピュータ内のデジタルモデ存、伝承において写真やビデオ映像などの利用も試み接に関係するため、工学技術を用いた新しい教示の方法情報が重要である。まず形成技術の保存伝承の第 1 段

ルを動かすことで、CG 上で陶芸家の動きをリアルに再られるようになっている。

や、動きを伴った技を伝える方法についても紹介する。

階として、臨場感のある 3 次元映像で、動きのある技を現することができる。

記録した。ここでは、3D ビデオとバーチャル CG ムービ

本稿では、人間の動きを伴う技と言われている部分を最新の立体映像技術やバーチャルリアリティ技術を用

3 ――陶芸技術のデジタルマイスター化ーを紹介する。

続いて、陶芸家のデジタルモデルと、計測した陶芸家の動作、そして粘土の変形の様子を組み合わせることで、いて視覚化して記録すること、近年話題になっている力

陶芸は、従来職人から職人への伝承として受け継が

3D ビデオとは、レンズが 2 つついた特殊なカメラで撮バーチャル CG ムービーを作成した。今回作成したバー

覚、触覚を含めて保存、伝承する技術について、力覚デれて来ている。職人の手指の動きをデジタルデータとし影することにより、右目用と左目用の映像が交互に入っ

チャル CG ムービーは、陶芸家の腕と手、そしてろくろのータの計測や遠隔陶芸ロボットシステムの開発 1）などのて取り込み、コンピュータ・グラフィックス（以下、CG）にた特殊なビデオである。この 3Dビデオを液晶シャッター上で回転する粘土が画面上に映し出され、陶芸作品を実例を上げて説明する。

より再現し、これをデータベース化するプロジェクトを実メガネをかけて見ることにより、撮影した映像を立体視形成する一連の動作が再現される。もちろんバーチャルCGムービーも3D 立体視が可能である。

施した。職人の技能伝承（デジタルマイスター）をアーカ
2 ――文化資源の保存伝承
伝統技能には、ものづくりという知能レベルの開発、バーチャル CG ムービーは、3D ビデオと比較して次のイブ化（保存・継承）することにより、未来への技術伝承、ような特徴を持つ。まず、陶芸家のデジタルモデルと計教育、訓練への新基軸となり得ると考えている。

設計、管理のような静的なものと、製造、運搬のような動測した動作データに基づきCG を作成しているため、映きを伴う匠の技と言われている動的なものの両方があ像の視点を自由に変更することができる。通常では撮影る。知識には、個人の経験や学習によって蓄積され、文章や図表によって表わすことが難しい暗黙知と、文章や図表など何らかの形で他人に伝達できる状態に整理された形式知があり、静的な暗黙知を形式知に変換して保存、伝承したり、組織として活用したりするナレッジマネジメントという手法が話題になっている。これに対し、動きを伴う暗黙知の技能伝承については、文部科学省からの提言 2）においてもその重要性が指摘されているEngineering Consultant
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■図 1 − 3D 立体視システム■図 4 −モーションキャプチャ（左）とデータグローブ（右）■図 5 −陶芸家デジタルマイスターデータベース

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が難しいカメラアングルからの映像も自由に観察すること作することが可能となるが、スレーブロボットの粘土へのができる。また、粘土や腕を半透明にして提示することで、接触の有無や成形に失敗したことは目で見て確認しなけ

従来は隠れていて見えなかった粘土の裏側の手の動きれば分からない。これに対し、力覚情報をマスタロボッや、手の中での粘土の様子を観察することができる。こトにフィードバックすると、スレーブロボットが粘土に接触の他にも、指と粘土が接地している面の動きを提示した

したことや粘土を変形させる時の反力、ろくろの回転にり、人が粘土に加えている力の情報を提示したりするな

よる反力の変化、反力のバランスの変化等を操作者は指ど、映像以外の情報を重ねて提示することも可能である。

先から感じることができる。一見ロボットを操作しにくく■図 6 −陶芸における力覚データ計測の様子なっているようにも感じられるが、ろくろによる粘土の成陶芸家からは、これらの 3Dビデオやバーチャル CG ムービーについて、従来は見られなかった多くの情報が得行った。親指および中指の先端にセンサを貼り付けた形は元々難しい手技であり、手技の難しさが操作者に伝られ、陶芸家の教育訓練にとても有効であり、実用化が手の様子および力覚データ計測時のろくろ成形の様子わったと考えられる。この遠隔陶芸ロボットシステムを用期待できるという評価を得ている。

を図 6 に示す。

■図 7 −遠隔陶芸ロボットシステムいることで、陶芸における力触覚情報の重要性の検証や、新しい技能訓練方法の開発などに取り組んでいる。

また、以上の成果を利用して、陶芸家個人の詳細情報

図 6 では、小さな茶碗を成形するために、親指と人差が検索可能な陶芸家デジタルマイスターデータベースのし指で粘土を挟み込み、胴を引き上げる動作を行って開発した遠隔陶芸ロボットシステムを用いて実験を行開発を行った。このデータベースには、陶芸家の個人デいる。変形前後の粘土の形状や水分量による粘土の硬った。遠隔操作ロボットを用いて人間と同様に 2 本指でータや代表的な作品情報、3Dビデオやバーチャル CG ムさなどは毎回変化するため、適切な操作力のパターンをろくろ上の粘土を把持し成形を行うことは世界初の試み

ービー、動作データが記録保存されており、ネットワーク計測することは難しい。しかし、力覚データ計測を重ねである。

を介してダウンロードすることができる。例えば、世界中ることで、親指と中指の操作力のバランスが良いときれ本システムでは、マスタロボットおよびスレーブロボッの映像技術、デジタルマイスターアーカイブなどの情報技の陶芸家データベースを作成することで、電子情報網

いに変形すること、胴の粘土の厚さが薄く半径が大きくトそれぞれに制御用コンピュータが準備され、2 台のコ術、力覚データや遠隔陶芸ロボットなどの計測、メカトロ（ネットワーク）を介した陶芸家の共同制作も可能である。

なると小さな操作力でも容易に変形すること、変形が偏ンピュータはネットワークを介して接続されている。このニクス技術の技能伝承への応用例について紹介した。

これらの技術を利用して、瀬戸市デジタルミュージアム 3）

るとろくろの回転と同期した操作力の乱れがみられるこため、必要に応じて位置や力の情報を一方向または双視覚系映像技術と力触覚系技術が融合することで技能が開発され、公開されている。と、初心者は力のバランスやタイミングが悪いため形が方向に送受信することが可能である。本研究では、マス伝承の様々な可能性が大きく広がることは間違いないといびつになっていることなどが、映像および力覚データ

タロボットのインピーダンス特性の違いや力覚フィードバ言える。

から見て取れる。今後陶芸における力覚データ計測をックの有無による陶芸操作への影響について検討して重ね、ろくろ成形時の操作力の可視化や保存、訓練に活いる。

4 ――陶芸における力覚データ計測
陶芸では、作品などの有形で静的な結果だけでなく、その製造工程における職人の動きや技、つまり無形で動用する。

例えば、インピーダンス制御によりマスタロボットのダイナミクスを低減させると、小さな力でもマスタロボット的な過程も大変重要である。陶芸の成形時における手の動きや粘土の形状は、カメラやモーションキャプチャを5 ――遠隔陶芸ロボットシステムを操作することが可能となるが、操作者の手の震えなど用いてデジタルデータとして取り込み、映像や CGとして力触覚情報は、映像や CG で提示するだけでなく、体の影響が大きくなる。逆に、マスタロボットの粘性特性を保存、再現することができる。しかし、粘土を変形させ験することでさらに効果的な訓練が可能となる。本研究高く設定すると、素早い動作はしにくくなるが、支えがあて作品を形作るためには、動作や形状などの視覚情報

室では、遠隔操作システムや技能の教育訓練に関連するるように安定感が増して操作しやすく感じる。また、力覚だけでなく、力の入れ方や指先の感触などの目に直接見研究として、触覚センサ内蔵ソフトフィンガおよび遠隔臨フィードバックを行わない場合、自由にマスタロボットを操えない力触覚情報もまた重要であり、これらも併せて保場感多指ハンドシステムの開発 4）、倒立振子動作の教示存、伝承する必要がある。そこで、本研究では陶芸のろに関する研究 5）、手術訓練シミュレータの開発 6）などの実くろ成形における力覚データの計測に挑戦している。

績がある。そこで、これらの技術を応用し、力触覚情報

粘土とは、岩石や鉱物が風化分解または変成してでを体験可能な遠隔陶芸ロボットシステムの開発を行った。

きた微細な粒子の集合体であり、水を含むことで吸着

図 7 では、左側の人間が操作しているロボットがマス性、可塑性、粘性などの特徴を持つ。粘土を変形させタロボット、右側のろくろの上に設置されているロボットる際に、コテやヘラなどの道具を使用する場合は、道具がスレーブロボットである。マスタおよびスレーブロボッの中に力覚センサを装備することで操作力を計測するこトは同構造で、手首部分の上下および前後、手首の回転とができる。これに対し、素手による変形操作の場合、および 2 指の開閉の 4 自由度を有しており、サジタル（矢人間の手や指も柔軟物であり、粘土と接触すると変形状方向）上平面内で動作する。また、マスタおよびスレする。通常の作陶時の動作や感触を阻害せずにデーターブロボットのハンド部には力覚センサが搭載されておを計測するため、本研究では小型の感圧導電性エラスり、操作者の把持力やスレーブロボットの把持力を計測

トマーセンサを指先に貼り付け、力覚データの計測を可能である。

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6 ――おわりに
本稿では陶芸を例として、動きを伴った技能の保存、伝承について、3D ビデオやバーチャル CG ムービーなど＜参考文献＞
1）坂口、林、永井、菊植、藤本：陶芸技能の保存・伝承に関する研究―力覚計測およびマスタ・スレーブシステムの開発―、日本バーチャルリアリティ学会第 9 回大会論文集（2004）
2）文化資源の保存、活用及び創造を支える科学技術の振興、文部科学省科学技術・学術審議会資源調査分科会報告書（2004）
3）瀬戸市デジタルミュージアム、http://www.drp.jp/digital̲museum/4）佐野、西、宮西、藤本：触覚情報に基づく遠隔臨場感多指ハンドシステムの構築、計測自動制御学会論文誌、Vol.40、No.2（2004）5）藤本、佐野、松下：アクティブメディアを用いたコーチによるスキル伝達、日本ロボット学会誌、Vol.19、No.2（2001）6）竹内、胡摩、佐野、藤本：インタラクティブな手術シミュレーションのための柔軟
物操作モデリング、日本バーチャルリアリティ学会論文誌、Vol.8、No.2（2003）

じ■図 8 −遠隔陶芸ロボットによる成形の様子■図 9 −遠隔ロボットを用いて成形した作品の断面図

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