MISC

2016年

6軸モーションセンサーを用いた包丁技術の可視化装置の検討

中京学院大学中京短期大学部研究紀要 = Bulletin of Chukyo Junior College
  • 由良 亮
  • ,
  • 浜野 純
  • ,
  • 萩原 勇人
  • ,
  • 楠瀬 千春

47
1
開始ページ
1
終了ページ
10
記述言語
日本語
掲載種別
出版者・発行元
中京学院大学中京短期大学部

6軸モーションセンサーを用いて包丁操作を記録・解析し,可視化する方法を検討した。 包丁の柄と同程度の大きさのセンサーモジュールを作成した。センサーモジュールは包丁の刃側と柄側の動作を同時に記録することができるように,2個のセンサーを装着した。そして,これを制御するプラットフォームとして用意したRaspberry Pi2 model Bに,I2 Cインターフェースで接続し,記録装置を作成した。そして,記録条件を検討した。記録速度を測定したところ,通信速度400 kbps において,445.03 - 395.10 Hzで記録できることを確認した。この結果から,200 Hz(サンプリングレート5msec)で記録条件を設定した。 これを用い,キュウリの小口切り,人参と大根のイチョウ切り,大根の桂むきの動作を記録した。そして,得られた信号を高速フーリエ変換(FFT)にかけ,比較を行った。 いずれの操作においても,包丁操作のパワースペクトルは,加速度・角速度共に15 Hz より低い周波数領域に集中していた。また,加速度は刃側と柄側の強度に差異が認められたのに対し,角速度ではわずかだった。 キュウリの小口切りでは,加速度・角速度のパワースペクトルに倍音成分が認められた。人参のイチョウ切りでは,包丁の切断動作に伴う軸方向で,加速度・角速度スペクトルに特徴的なピークが確認された。しかし,大根のイチョウ切りでは,一定の傾向は見られなかった。大根の桂むきでは,刃先の円弧運動に相当する角速度スペクトルが特に強く認められた。 以上の結果から,本機を利用することで,包丁操作の特徴を捉え,可視化できる可能性が示された。The recording, analysis and visualization methods of kitchen knife operation by 6 axis motion sensors were examined. The sensor module with the size as much as the handle of the kitchen knife was made to do.It was embedded 2 sensors which record movement in the module at the same time at both ends (blade and handle) of a kitchen knife. It was connected to the Raspberry Pi2 model B which was prepared as the platform where the module is controlled by I2 C interface and recording device was made. And then, recording condition of the device was considered. When recording rate of equipment was measured, it was confirmed that it can be recorded in 445.03 - 395.10 Hz in transmission speed 400 kbps. As the result, recording rate of kitchen knife operation was determined to 200 Hz (sampling rate 5 msec). The operation of slicing of cucumber, quarter circle cutting of carrot and japanese radish, rotaly slicing of japanese radish was recorded using the device. And then, The signals were applied to a fast fourier transformation (FFT) and compared. Power spectrum of all operation were concentrating at frequency domain lower than about 15 Hz in the acceleration and the angular velocity. There were clearly differences of power between blade and handle side in spectrum of accel but there were slightly differences in angular velocity. Characteristic overtone ingredient was detected in power spectrum of thin slicing of cucumber of the accel and the angular velocity. The characteristic peaks were detected in accel and angular velocity spectrum on axial direction in quarter circle cutting of carrot. But characteristic tendency in spectrum was not detected inquarter circle cutting of japanese radish. Angular velocity spectrum of axis equivalent to arc movement of the point of a blade was detected hard in rotary slicing of japanese radish. These results showed the device is possible to detect the future and visualize of kitchen knife operations.

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CiNii Articles
http://ci.nii.ac.jp/naid/120006352115
CiNii Books
http://ci.nii.ac.jp/ncid/AA12729765
URL
http://id.ndl.go.jp/bib/028180195
URL
http://id.nii.ac.jp/1534/00000040/
ID情報
  • ISSN : 2187-7033
  • CiNii Articles ID : 120006352115
  • CiNii Books ID : AA12729765

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