山洋電氣的專有技術和共同創造業務對該專案做出了哪些貢獻？

伺服馬達廠商構築遠程移液管機械人支持體制

大型建築承包商大成建設 (Taisei Construction) 設立了新技術開發項目，開始開發面向“生產設施 (醫藥品、食品工廠等) 省人化”的新概唸“遠程操作係統”。

作為其中的一環，大成建設與軟銀共同開發並驗證了利用5G遠程操作細胞培養用移液管機械人的係統。

移液管作業是指對微量液體進行吸引、排出、計量，因此必須避免對細胞等造成損害。因此，遠程操作要求機械臂能夠無延遲地進行精密動作。但是，由於前所未有的嘗試，存在許多技術障礙。

首先，為了將操作方的動作傳達給遠程機械人，需要正確獲取操作方的位置信息。另外，由於最初考慮在遠端的機械手上配備旋轉型伺服馬達，因此需要配備用於將旋轉動作轉換為直線動作的“齒軌及齒輪機構”。但是，由於設備變大，因此需要改進。另外，由於操作端和遠端的動作不能產生延遲，因此必須控制在人感覺不到偏差的範圍內 (0.2秒以內) 。

【操作側 (東京) 】

【細胞培養器具的設置側 (大阪) 】

圖片提供:大成建設

為了應對這些挑戰，山洋電氣建構了作為伺服馬達製造商的支援系統，並基於在 FA 系統中累積的專業知識提出了多種解決方案。

利用氣缸線性馬達減小裝置體積利用EtherCAT實現無延遲遠程操作

使用 5G 成功實現遠端移液操作 - 為了實現這一史無前例的舉措，軟銀正在與大成株式會社共同建設 5G 網絡，並與山洋電氣、醫療科學設備製造商 Nichiryo 和電氣控制公司松浦合作。技術結合在一起，繼續開發機器人。

山洋電氣首先向移液器製造商Nichiryo提供了編碼器以及安裝編碼器的專有技術，以解決操作者側獲取位置資訊的問題。

接著，還提議將用於遠端手臂驅動的旋轉型伺服馬達更換為小型氣缸線性伺服馬達。該直線伺服馬達的寬度尺寸為12mm,卻能產生額定推力5.1N的大推力，完全達到了所要求的扭矩 (推動移液管彈簧的力) 。另外，由於內置了線性編碼器 (光學式增量) 和線性導軌，因此完全取消了齒軌及齒輪機構。有了這個提議，遠程機制變得簡單而纖薄。

【遠隔側】

我們還建議使用 EtherCAT 進行高速通信，以最大限度地減少操作端和遠端之間的延遲。結果，我們成功地將操作員的工作透過 DC48 EtherCAT R 放大器準確地傳輸到遠端圓柱型直線電機，並且沒有任何明顯的延遲（0.03 秒）。
此外，我們也成功地量化了檢查移液管操作時的手動作業。這帶來了人工智慧學習等進一步創新的可能性。

實驗成功!利用專業領域的共創關係是成功的關鍵

就這樣，大成公司和軟銀計畫下多家公司聯合起來，解決了一個又一個技術問題。
2021 年 3 月，大成公司和軟銀在東京和大阪之間進行了使用 5G 和 4K 顯示器遠端控制的演示。我順利完成了遠端移液工作。可以說，每家公司建立共同創造關係的能力導致了這些先進實驗的成功。
山洋電氣將利用在FA系統建設中累積的專業知識，繼續為新事業的創造做出貢獻。

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成功使用 5G 和機器人手臂遠端控制細胞培養移液器工作 | 大成工業株式會社 (taisei.co.jp)

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發布日期：2021-10-15 00:00