Faculty of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University Associate professor Akihiro Kawamura

共和电业为学术研究的发展做贡献 “螺栓轴力计”支持九州大学河村晃宏副教授的力学研究

螺栓轴力计 / 运动科学

在九州大学研究生院系统信息科学研究院任教的河村晃宏副教授出现在了福冈市的某家攀馆里。河村教授穿着休闲T恤,被听讲的学生们团团围住。他一边弹开手中的防滑粉笔,一边盯着攀岩墙,给学生们做着什么指示。河村教授和共和电业是如何邂逅?又是如何开展合作的呢?我们在福冈采访了他,详细了解了前因后果。

开展研究不可或缺的“螺栓轴力计”

河村教授,请介绍一下您的研究内容。

我的专业是机器人学领域,主要研究机械手和机械臂的控制。多关节机器人由于力学原理和人类相似,我觉得这一点也可能和运动科学有着相通的地方,所以我也开始了运动科学领域的研究。我之所以把专注点放在攀岩上,是因为我大概在7年前就把攀岩作为一种爱好了。目前我正在同步研究机器人学和运动科学。

河村教授的研究和共和电业是什么关系?

攀岩墙上用手抓握的部分叫做抓手,我们在用来固定这个抓手的螺栓上安装了内置有共和电业生产的“应变片”的“螺栓轴力计”。通过这个螺栓轴力计,可以测量施加在抓手上的力有多大。虽然我们很早就在使用动作捕捉进行测量,但很难测量像攀岩墙这种陡峭而非平面的地方。在攀爬三维墙壁时,使用动作捕捉无法分辨出力作用在手和脚的什么地方、承受的力是多大、以及双手之间承受了多大的力,也就是所谓的内力是多大。我觉得通过使用“螺栓轴力计”来量化和显示这些数值,会对训练和指导起到积极作用。

请您谈谈引进共和电业产品的契机是什么。

当时我们需要制作螺栓型传感器,刚开始我们找的不是共和电业,而是一家关系不错的公司,但那家公司对测量并不在行。随着研究的进展,我需要更专业、更先进的技术,所以我通过共和电业的网站进行了咨询,从那以后开始了合作,这就是整个事情的经过。我们面临的技术难题是怎么从螺栓的前端拉出引线,而不是从螺栓头部。如果引线从螺栓头部伸出的话,在用手搭在抓手的时候当然就会碍手。但如果从螺栓的前端把引线拉到攀岩墙的背面,就可以解决这个问题。我们一开始委托的那家公司说“这太难了”,回绝了我们,而共和电业却毫不犹豫地回答说:“没问题”。我记得当时我觉得就像是一大块石头落了地。

让攀岩运动科学起来。共和电业的大力支持是坚强的后盾

您如何使用通过“螺栓轴力计”获得的数据?

攀岩运动的动作丰富多彩,而现状是对这些数据进行测量和分析的运动科学领域的发展却相对滞后。例如,在棒球运动中,击球姿势、投球姿势在一定程度上是有固定动作的,而攀岩运动每次的任务都在变化,而且墙壁的坡度也不同,所以没有固定动作。当然还有身高等个体差异。到底什么样的动作才“正确”大家都似懂非懂,所以我觉得定量地明确这一点的意义很重要。作为训练系统,定量地明确用力的方法并进行实践,可以检查是不是在按照指导进行训练动作。这意味着把以前依靠“感觉”进行指导的部分数值化并运用到训练中。让攀岩运动科学起来。用一句话来概括的话就是这个。

您觉得共和电业的支持怎么样?

说到支持,真的是太感谢了。比如我们在制作传感器的时候,从产品规格到这到那都由共和电业负责,同时还帮我们把连接器接到电缆上,租借给我们放大器等,支持工作真的是面面俱到。可以毫不夸张地说,现在的测量系统要是没有共和电业的支持就没办法开展。另外,在我们进行技术咨询时,共和电业马上就会回复说,“如果是这样的话,有这样的方法”,“也有这样的案例”等。由于共和电业在测量方面积累有专业知识、经验和技术,所以解决问题很快,沟通总是很顺畅。

争取实现测量系统的常驻化

请您谈谈未来的展望、希望通过研究实现的目标以及和共和电业开展的活动。

我们的目标是建立一个使用了“螺栓轴力计”的测量系统,并让这个系统常驻在攀岩馆中。所以,不用说,必须把引线从螺栓的前端拉出。由于引线从攀岩墙的后面伸出,所以攀岩者无论是视觉方面还是物理方面都感觉不到引线的存在,这一点非常重要。如果这个测量系统能够常驻,我们不但可以获取大量的数据,还可以在比赛等场景中使用。我相信,如果我们能够以这种方式收集数据,那么数据分析的研究也会取得极大的进展。当然,我们想要测量力的运动并不只是攀岩。原则上,就像攀岩墙一样,只要是能把测量系统安装在环境中的比赛,不管什么项目我觉得都可以使用。

您是否也在考虑把这个系统运用到工业领域?

这个当然。比如想要测量施加在机器人底座上的压力时,一般情况下如果安装传感器,底座就会变厚。这时候如果使用“螺栓轴力计”,就可以消除这种空间限制。光是这一点在机器人设计方面就是一个很大的帮助。毫无疑问,无论在运动科学领域还是机器人学领域,使用了“螺栓轴力计”的测量系统都是我们研究的基础。

(采访后感想)

这次采访给我留下深刻印象的是河村教授坚定的目光。跟着老师学习的学生们也一样,他们盯着攀岩墙的眼睛在闪闪发光。这就是一心扑在研究上的河村教授和他的学生们的写照。而支撑这一研究的,就是使用了“螺栓轴力计”的测量系统,就是共和电业。通过活用“螺栓轴力计”,克服各种障碍,不断推进研究。也许,能够直接讲述这个故事的,就是河村教授和他的学生们的眼中共同绽放的光彩。

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