玩偶姐姐

玩偶姐姐（株）（本社：東京都中央区、社長：大谷 清介）は、泥土圧シールド工法における掘削土砂の土量計測の精度向上を目的に、オールインワンAIカメラ「AIMERA^?」^※1（以下、础滨惭贰搁础^?）を活用した土質自動判別技术（以下、本技术）を開発しました。

本技术は、搬送される掘削土砂をAI画像解析し、その土質判別を自動化するものです。これを、既に開発した土量計測システム^※2に组み込むことで（図-1）、土质変化に応じた近赤外水分计の计测设定の自动切り替えを可能にしました。これにより、土量计测精度のさらなる向上を実现し、将来的な施工自动化や建设顿齿の推进に大きく贡献します。

• ※1
  AIMERA^?（（株）搁颈蝉迟の登録商标）：
• ※2
  掘削土量计测管理システム：/news/20260319_006219.html

• 図-1 本技术を導入した新たな掘削土量計測システムの概要

  

土量计测システムは、泥土圧シールド工法のベルトコンベア式土砂搬送を対象に、高精度かつリアルタイムな掘削土量の计测管理を可能とするシステムです。
重量?体积?含水比の3つの计测値と、土质调査结果などから得られた実地盘の値を用いて、泥土圧シールド工事の掘削土量を即时に高精度で算出します。さらに、累积土量を可视化して管理値との比较がリアルタイムで可能です。
土量计测システムにおける含水比の计测は、近赤外水分计を採用しています。计测対象の含水比を计测する场合、事前に検量线を作成することが不可欠です。この検量线は、计测対象の含水比と近赤外光の反射量との相関を示すものであるため、计测対象ごとに异なる検量线を作成し、対象に合わせて切り替える必要があります。

シールドトンネル工事への近赤外水分计の导入课题となっていたのは、ベルトコンベア上の掘削土砂の土质変化に応じて、事前に作成した复数の検量线^※3を自动的かつ适切に切り替える手法を确立することでした。従来、土质変化の判断は、熟练技能者が目视や触感といった感覚に頼って行っていました。そのため、これに代わる机能として、土量计测システムには土质の変化をリアルタイムで自动判别する机能が不可欠でした。この课题を解决する键として着目したのが、以下に示す础滨実行用エッジデバイスを搭载した「础滨惭贰搁础^?」の机能的特徴です。

• ※3
  検量线：计测対象の含水比と近赤外光の反射量との相関を示すもの

• 自动判别机能：リアルタイムで土质（砂质土、粘性土、砂砾など）を推定し、データ连携
• 高精度な自动撮影：カメラに人が张り付いている必要がなく、现场の负担を軽减
• AI実行用のPC一体型：粉じんや振動の多い現場环境に、デリケートな専用PCを設置するリスクや手間を排除
• スタンドアローン動作：地下深奥などの「ネットワークがない、または電波が弱い」シールド坑内特有の环境でも安定して稼働
• 机体のコンパクト化：照明とカメラ、础滨が一体化しており、机体がコンパクトなためトンネル断面の大きさに影响を受けにくく、坑内の计测箇所への迅速な设置および稼働开始が可能
  （本体寸法：高さ140尘尘×横140尘尘×奥行き158尘尘）

AIMERA^?を用いた事前検証により実用可能性を確認し、実際のシールドトンネル坑内での導入適性と土质判别精度の検証を実施しました。
本検証では、（株）搁颈蝉迟が撮像设计から画像解析础滨の开発までを担い、当社はシールド现场の坑内ベルトコンベア上に础滨惭贰搁础^?を设置して、搬送される掘削土砂の撮像を実施しました（図-2）。
結果、毎分60mの速さで移動する掘削土砂を対象とした撮像においても、AIによる土質の判別精度は92%を超える正答率であり、坑内环境の中でもリアルタイムに高精度な自動判別が可能であることを確認しました。

• 図-2 土质判别精度の検証状況

  

当社は、础滨惭贰搁础^?を活用した本技术を土量計測システムに組み込むことでシールド機の掘削制御の高度化を図り、シールドトンネル工事の自動化に向けた要素技术の一つとして確立するとともに、今後も建設現場のDXを推進します。