今すぐカイゼン　製造現場で活用できるタッチレスとは

今すぐカイゼン 製造現場で活用できる タッチレスとは

タッチレスとは？ タッチレスとは、物理的な接触を必要とせずに、機器やシステム を操作する技術を指します。 近年では工場や医療、公共機関など様々な現場で活用が広がって おり、衛生管理や省力化、だけでなく作業効率向上の観点から注 目されています。 どんなメリットがあるか? ✓ 非接触で衛生的 ✓ 非接触で破壊されない ✓ 離れた場所から非接触操作 ✓ 情報の共有化 ✓ 直感的な操作 使われる技術は? タッチレス操作を可能とする技術（タッチレス操作ができるも の）には、大きく2つの技術があります。 ◼ ジェスチャー インターフェイス 体や手を使って非接触での操作を可能にする技術です。 モニター画面から離れた位置からの操作を可能にします。 ◼ 非接触インターフェイス 非接触(Non-Contact)を目的として非接触インターフェイス です。 タッチスクリーンのような画面を指先で非接触操作できます。

ジェスチャーインターフェイス 技術とメリット・デメリット 具体的技な術技術について 説明 デメリット スケルトントラッキ 3Dセンサー(RGBDカメラ) • CPU/GPU消費高いため、高性 ング とNUIライブラリを使って 能PCが必要 体の関節などをノードと • NUIライブラリによっては、体 して認識、追跡します。 全体が認識されないと機能し また、OpenPoseのような ない RGBカメラを使った認識 • 服装の形状や色によっては認 もあります。 識できない 主に手の動きを使って操 多くのRGBDセンサーは、Type-C 作します。 またはUSB3.0が必要です。 Microsoft社のKinectなど 電源ソースが別に必要な場合があ で知られています。 ります。 ハンドドラッキング 手の関節などをノードと 専用のハードウェアとライブラリ して認識、追跡します。 (LeapMotion社)が必要となります。 CPU/GPU消費が比較的高い 手のサイン、動きを使っ て操作します。 Type-Cが必要です。 LeapMotion社の Ultraleapの3Dハンドト ラッキング技術がありま す。 手のひらトラッキン 手のひらを認識、追跡し CPU消費が非常に少なく、GPUを グ ます。 必要としません。 aeroTAP evoで使われてい 専用のカメラ aeroTAP 3D USBカ る技術で、株式会社ネク メラを必要とします。 ステッジテクノロジーに より開発された独自の技 USB2.0/3.0に対応します。 術です。

技術 メリット デメリット 静電容量タッチパネル • 外光など環境に強い • 専用のタッチパネルが必要 • 非接触の距離が短い(1cmから 3cm程度） • 静電容量のため手袋などに対 非接触インターフェイス 応できない 技術とメリット・デメリット 赤外線 • 外光など環境に影響さ • 枠を必要とするため、デザイ れる場合がある ン性に劣る 具体的な技術について • 手袋、ペン先でも操作 • 非接触が短い(枠の取り付け位 可能 置) • 枠を使わない方式(三角測量)で は、小さな面に限定される *非接触には、その他、単一赤外線や、ToFセンサーをボタンに埋 め込んだ接触ボタンも存在しますが、ここでは非接触画面操作を 説明対象しているので除外しています。 現在、市場で見られる非接触技術の多くは、「静電容量非接触 タッチパネル」いわゆるタッチパネルの静電容量を大きくして、 タッチ面に触る前に反応させるという方式です。 この方法のデメリットとしては、専用のタッチパネルへの交換、 つまりタッチパネルモニターの交換が必要になることです。 静電容量のため、手袋への対応や距離を延ばすなど各社技術を進 化させています。 赤外線方式による、「赤外線マトリクス枠」を使ったものが一般 的で、以前からタッチパネルとして使ってきた技術をそのまま、 枠部分とモニター面との距離を離して設置する方法です。 技術も安定したものですが、デメリットとしては、枠を設置する ため、デザイン性に劣る、枠との距離を長くできないなどがあり ます。 「枠を使わずに、赤外線照射とカメラにより三角測量を行う」方 式もありますが、その場合、小さな面で有効ですが、タッチ面を あまり大きくできないなどの制限があります。

技術 メリット デメリット 3Dカメラ • 後付けで簡単にタッチレスに • HWとSW対応のため 仮想タッチスクリーン 移行が可能 OSに依存 • 手袋、ペン先でも操作可能 • 外光など環境に弱い • 従来のタッチとタッチレスが 同時に可能 • 任意の位置に仮想タッチ面、 ホバー面を設定（通常 2cmか ら10cm ) • 任意の大きさの仮想タッチス クリーンが生成可能 *単なる入力装置としてではなく、 人感センサーとしても併用可能 3Dカメラ方式は、弊社の使っている方式になります。 仮想タッチスクリーンを生成し、 3Dカメラにより、空間を3D解 析して、指先きやペン先の動きと位置を追跡します。 3Dカメラを設置して、後付けでタッチレスに移行できる、また任 意の位置にタッチ面を設定することもできます。 既存のタッチパネルに後付けすることで、タッチと非接触を同時 に使えるようになります。つまり、ユーザーが、どちらの方法で も操作できるため、非接触への移行が簡単ともいえます。 デメリットとしては、3Dカメラとソフトウェアが必要になるため、 OSに依存してきます。 また、カメラであるため外光など変化の激しい環境には向いてい ません。

タッチレスの活用場面 DX化の浸透に伴い、様々な場面で、情報端末を操作することが求 められるようになりました。 オフィスだけでなく、公共の端末、外科手術、医療機器、病院な どの医療施設、工場の生産ライン、学校などの教育施設、ホーム オートメーション化が進む住居施設、自動車内、その他(アクセス ビリティの向上)などでも活用されています。

工場内の活用場面 • 組み立て工場でのコンピュータ操作の非接触化 手袋の汚れを気にすることなく、マウスやキーボードを使わずに 画面操作が可能になります。結果的に作業効率が向上すると考え ます。 • 離れた場所のモニターをタッチレス操作する 移動することなく、貼られたモニター画面を操作することができ、 移動することなく作業効率の工場に貢献します。 既存のアプリケーションを変更する必要はありません。

AEROTAP EVOの特徴 タッチレスインターフェイス aeroTAP evoには、次の特徴があ ります。 • 既存のシステムのタッチレス化が容易 • CPU消費が非常に少ない • 手のひらトラッキング、仮想タッチスクリーンをサポートし、 様々な用途でのタッチレス化に対応 機能 説明 操作モードと距離 手のひら追跡 40cm～250cm 仮想タッチスクリーン 0cmから100cm スクリーンサイズ 7インチ～100インチ ジェスチャー認識 左右回転、左右フリップ 利用環境 屋内60Lux以上の明るさ 逆光などコントラストが強い環境を避けること USBインターフェイス/電源 USB2.0/USB3.0 バスパワー 利用可能なアクション 手のひら追跡モード: クリックなし、停止してクリック、握ってクリック、押してク リック 両手モード 仮想タッチスクリーン: マウスイベント、マウス&ドラッグ、シングルタッチイベント、 マルチタッチイベント マルチモニター対応 モニター間の移動が可能 OSプラットフォーム Windows 7,10,11 / CPU N95以上 GPU不要

3Dセンサー技術 3D計測を行う方式により様々な3Dセンサー技術があります。 ToF (Time of Flight) ToF技術は、光が一定の速度で進むことを利用して、光が物体に到達し、反射して戻ってくる までの時間を測定することで、距離を算出します。 一点の距離を計測するための1D ToFと、面を距離で計測するための3D Tofがあります。 ToFでは、RGB画像が取得できないため、ToF 3DセンサーにRGBカメラを搭載して、深度画 像とRGBをマッピングしている場合もあります。 可視光カメラでは見えない物体の距離を認識することが可能です。 欠点としては、反射や外乱光(赤外線)などの影響を受けて正しく距離を計測できないことがあ ります。 LiDAR(Light Detection and LiDARは、レーザー光を対象物に照射し、反射して戻ってくる光を光センサーで捉えることで、 Ranging) 距離を測定します。この原理は、レーダーと似ていますが、LiDARはレーザー光を使用するた め、より高精度な測定が可能です。 主に距離の長い空間の計測で使われます。 ToF方式とFMCW方式があります。 通常、距離は点で計測され、向きを回転することで線や面での計測が可能になります。 ステレオビジョン 2つの画像の視差測定し、三角測量の原理で奥行き距離を計算します。 ２つのRGBセンサーを使っている場合、距離と同時にRGB画像がマッピングすることなく得ら れます。 利点として、光源と必要としないパッシブ方式のため、視野内の機器、生物などに影響なく利 用できます。 欠点として、テクスチャーの無い環境、視差の誤検出を招くテクスチャーでは距離を正しく取 得できないことがあります。 赤外線パターンを照射するなどの回避方法があります。 ストラクチャードライト 特定のパターンを赤外線投影して、カメラで投影状況を取得。パターンの変形具合から距離情 報を計算します。

SMARTセンサー AEROTAP 3D USBカメラと3Dセンシング技術 株式会社ネクステッジテクノロジーでは、３Dセンシング技術を 使った「Smartセンサー」を開発しています。 Smart センサーは、ステレオビジョン3Dセンサーを使った 3Dと AIによる融合技術で「人物姿勢認識」、「人物の頭部3D移動追 跡」、「空間センサー」、「仮想ゲート」、「仮想ケージ」機能 を提供するセンサーです。 深度画像を学習したAIにより、人物の姿勢、体の部位を判別しま す。3Dセンサー技術は、空間を常に3D解析することで、人物の 移動や動きを3D空間で認識します。 いわるゆる RGB AIカメラとの違い: ■ 深度画像を使うため、プライバシーへの配慮 個人を特定したり、服装や顔などを特定しない深度画像を使いま す。公共施設内、トイレや更衣室でも利用可能です。 ■ 3D空間での位置関係の把握、確実な判断が可能 例えば、危険なエリアへの侵入もカメラに被写体が写っているだ けで判定するのではなく、その場所にどれくらいの距離にあるか を判断し、本当に危険かどうかを区別します。無駄な誤報を軽減 できます。 主な特徴: ■ 小さな軽量なセンサーで、簡単に移動、設置が可能 ■ 複数のセンサーをネットワークを介して管理可能 ■ 既存のシステムとの連携が可能(カスタム対応可能

3Dカメラを使った工場内の活用場面 ◼ 空中センサーを使った、非接触操作 ◼ 侵入エリアを立体的に設定 ◼ 人とー危険物との距離 ◼ 人の動き(頭位置のトラッキング)、行動分析 aeroTAP Smart センサーは、ステレオビジョン3Dセンサーを使っ た 3DとAIによる融合技術で「人物姿勢認識」、「人物の頭部3D移 動追跡」、「空間センサー」、「仮想ゲート」、「仮想ケージ」機 能を提供するセンサーです。 深度画像を学習したAIにより、人物の姿勢、体の部位を判別します。 3Dセンサー技術は、空間を常に3D解析することで、人物の移動や 動きを3D空間で認識します。

タッチレス インターフェイスの歴史

企業紹介 株式会社ネクステッジテクノロジーは、つくば市のベンチャー企業です。 現在、タッチレスインターフェイス aeroTAP (エアロタップ)とステレオ ビジョン 3D センサー aeroTAP 3D USB カメラを開発、販売に力を入れ、 よりよい近未来をめざした最先端技術の発信に努めてまいります。 会社名称 株式会社ネクステッジテクノロジー 代表者 代表取締役 坂本 堪亮 〒305-0051 会社所在地 茨城県 つくば市二の宮1-13-4 シーズツクバ2 302 Tel 029(858)1126 Fax 029(858)7510 設立 2004年 3月 8日 Web https://www.nextedgetech.com お問い合わせは下記URLよりご相談ください https://www.nextedgetech.com/index.php/ja/contactus/