自然インターフェイス技術と3Dプリンタの融合~現実感、臨場感のある立体造形物を目指して~(電気電子工学系 嶋好博)

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自然インターフェイス技術と3Dプリンタの融合
~現実感、臨場感のある立体造形物を目指して~

整理番号:2016-050


研究者名: 嶋 好博(Yoshihiro Shima)
所  属: 理工学部 総合理工学科 電気電子工学系 教授
専門分野:メディア情報学・データベース、知覚情報処理・知能ロボティクス、システム工学
キーワード:自然インターフェイス、複合センサ、3Dプリンタ、立体造形

研究概要

 「体の動き」や「顔の表情の変化」、「音声」などの自然な動きを入力できる「自然インターフェイス」技術が近年急速に発展してきています。自然インターフェイス技術は、より自然にIT機器を操作でき、利用者や用途の範囲を新たに広げることができます。そこで、より現実感、臨場感のある立体造形物の製作を目指して、複合センサ注1)を使用した自然インターフェイスと3Dプリンタを組み合わせて検討し、その可能性を見出しました。
マグネシウム合金注1)は、輸送機器の部品として使われてきたが、構造用材料への用途拡大も考えられており、溶接部の疲労強度も把握することが重要になってきている。ここではマグネシウム合金AZ31注2)を使用したTIG溶接注3)部の疲労強度特性を評価した結果について説明する。

  • 複合センサ搭載の距離センサによるdepth画像の取り込みから、3Dプリンタによる立体造形物作製までの流れを図1に示します。
  • Depth画像中の隣接する画素三点の座標とdepth値から立体物の表面を覆う三角形メッシュデータ(図2、独自に作成)を作成し、次いで3Dプリンタ用の積層データを作成します。
  • 複合センサを複数台配置することで、より精度の高い立体造形物の作製を検討しています。

注1):使用した複合センサは、赤外線を使用する距離センサとRGBカメラを搭載し、奥行きを表すDepth画像が得られる

注2):距離センサから対象物までの距離情報を含む濃淡画像で、近距離は灰色、遠距離は黒、検出不能は白色で表現

 

 

図1 Depth画像から立体造形へ

図2 Depth画像から三角形メッシュデータへの変換
↑は法線ベクトル

図3 撮影カラー画像、Depth画像及び造形結果撮影距離は0.4mから3.0mの範囲、Depth画像のサイズは640×480画素、造形時間は2~14時間

図3 撮影カラー画像、Depth画像及び造形結果撮影距離は0.4mから3.0mの範囲、Depth画像のサイズは640×480画素、造形時間は2~14時間

 

応用例・用途

  • 自然インターフェイス技術を活用することで、より現実感、臨場感のある高精度な立体造形物の作製が可能になります。

研究設備

  • 複合センサ(3Dセンサ)
  • 3Dプリンタ