レイモンド・ゲルツ
レイモンド・C・ゴーツ | |
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 1949年に機械式スレーブマスターマニピュレーター装置を実演するゲルツ | |
| 生まれる | レイモンド・C・ゴーツ 1915年3月12日 |
| 死亡 | 1970年6月4日（55歳） |
| 母校 |
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| 知られている | 遠隔操作者 |
| 配偶者 | ヘレン・ブーラ |
| 子供たち | 3 |
| 受賞歴 |
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| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | テレロボティクス |
| 機関 | アルゴンヌ国立研究所 |
レイモンド・C・ゲルツ（1915年3月12日 - 1970年6月4日）は、アメリカの機械工学者であり、ロボット工学、特に遠隔操作ロボット（テレプレゼンス参照）の分野における先駆者であった。1949年、アルゴンヌ国立研究所の原子力委員会に勤務していたゲルツは、放射性物質の取り扱いを目的とした初期のマスタースレーブマニピュレータ（米国特許第2,632,574号）[ 1 ] [ 2 ]の特許を申請した。ゲルツはマニピュレータを電気的に連結することの価値を認識し、現代の遠隔ロボット工学と力覚伝達型位置サーボ機構の基礎を築いた。[ 3 ]
ゲルツは、遠隔操作によるスムーズな動作に必要な自由度に関する初期の研究も行い、仮想現実のプロトタイプとして世界初のヘッドマウントディスプレイの一つを開発しました。ピッチ、ヨー、ロールといった航海用語は、ゲルツによってロボット工学の語彙に取り入れられました。[ 3 ]
今日では、遠隔操作の目的は原子力安全の範囲を超えて拡大しており、宇宙での遠隔環境へのアクセスや外科手術などの用途も含まれるようになりました。[ 4 ]
1985年、アメリカ原子力学会は遠隔技術の分野で顕著な貢献をした会員を表彰するために「レイ・ゲルツ賞」を設立しました。[ 5 ]
教育と幼少期
レイモンド・C・ゴーツは、1915年3月12日、カンザス州クリアウォーターで生まれました。ノーマ・E・ゴーツとフローラ（セント）・ゴーツ夫妻の息子で、姉のセルマ・メイン夫人と、兄弟のリン・ゴーツ、リー・ノーブルがいました。ゴーツは1940年にモンタナ州立大学で理学士号を取得し、優秀な成績で卒業しました。その後、1942年にブルックリン工科大学で大学院課程に進み、1946年まで在籍しました。1947年にイリノイ州に移り、 1947年から1949年にかけてイリノイ工科大学で大学院課程を修了しました。[ 3 ]
キャリアと研究
レイモンド・ゲルツは、 1940年から1947年まで、スペリー・ジャイロスコープ社のサーボ機構研究所でプロジェクトエンジニアとして勤務し、ブルックリン工科大学で大学院研究に携わっていました。1947年、ゲルツはイリノイ州に移り、アルゴンヌ国立研究所で機械エンジニアとして働き始めました。その間、1949年までイリノイ工科大学で大学院研究を修了しました。ゲルツは後にアルゴンヌ国立研究所の遠隔制御工学部門で主任エンジニアになりました。[ 6 ]
1955年と1958年に開催された第1回および第2回原子力平和利用に関する国際会議において、ゲルツは代表として米国を代表した。
ゲルツ氏は、そのキャリアを通じて、アメリカ原子力学会、アメリカ化学学会、電気電子学会の会員であった。
ゲルツの主な研究と業績は、マスタースレーブマニピュレータ装置の開発と改良を中心に展開されましたが、ゲルツは遠隔操作によるスムーズな動作に必要な自由度に関する基礎研究にも時間を割きました。また、世界初のヘッドマウントディスプレイの一つを開発し、仮想現実装置の初期プロトタイプを作成しました。[ 6 ]
ゲルツ氏はまた、大学や企業の開発者が彼の分野を再現して貢献できるように用語を体系化し、ピッチ、ヨー、ロールなどの航海用語をロボット工学の用語集に取り入れました。
ミネソタ州レッドウィングにある中央研究所は、ゲルツの努力と技術開発によって設立され、26カ国以上の組織向けに8,000台以上のマスタースレーブマニピュレーターを製造しました。1953年、ゲルツの後任として中央研究所の所長にデメトリウス・ジェラティスが就任しました。
今日では、遠隔操作の目的は安全確保だけにとどまらず、宇宙や深海などの遠隔地への到達や、外科手術や製造業における極めて大型または小型の物体の操作など、多岐にわたる用途に広がっています。[ 4 ]
マスタースレーブマニピュレーター装置
マスタースレーブマニピュレータの目的は、作業員を放射線から保護しつつ、材料の精密な操作を可能にすることです。この装置は、「スレーブアーム」と「マスターアーム」という2つの異なる装置と考えることができます。「スレーブアーム」は制御装置である「マスターアーム」に反応し、遠隔操作によって人間の直接的な介入なしに手動作業を実行できるという利点があります。原子力施設では、スレーブアームはホットセル内に、マスターアームは制御室に設置されます。マスターアームが操作されるたびに、その動きはスレーブアームによって正確に再現されます。[ 7 ]
アルゴンヌ国立研究所にいた頃、ゲルツはハンフォードにある 100 B プルトニウム原子炉から出る危険物を安全に取り扱うため、マスタースレーブマニピュレーターを開発した。[ 8 ]最初のマスタースレーブマニピュレーター装置は 1948 年にゲルツにより、鉛ガラスの壁越しに操作される7 自由度の両側 (対称形) 金属テープ伝動パンタグラフ装置として設計された。 [ 6 ] 1949 年にゲルツは機械式の両側マスタースレーブマニピュレーターの特許を申請し、1951 年にゲルツはこの設計を改良し、鋼製の滑車とケーブルを利用してマスターアームとスレーブアームを機械的に連結する設計の初の遠隔操作多関節アームを開発した。[ 9 ] [ 2 ]これはフォースフィードバック技術における大きなマイルストーンであり、この設計の派生品は現在でも見られる。
ゲルツは徐々に繊細な物体を操作するための触覚の必要性に気づき、力覚フィードバックシステムを使用して人間と機械の組み合わせの巧みさを向上させました。[ 10 ]サイバネティクスの原理を取り入れることで、ゲルツは世界初の電動マスタースレーブマニピュレーターシステムも構築することができ、1954年までにマスタースレーブマニピュレーターの改良版（CRLモデル8）の商業生産が開始されました。
正確なマスタースレーブマニピュレータデバイスを作成するために、Goertz はいくつかの原理を開発する必要がありましたが、それらはすべて現代のロボット手術システムに適用できます。その原理は次のとおりです。スレーブアームの動きは、6 つの独立した自由度 (グリッピングデバイスの位置決めのための 3 つの並進自由度と 3 つの回転自由度、およびアイテムを掴むためのトングの圧迫動作) を持つ必要があります。[ 11 ]スレーブアームの動きは、2 つのアームの位置と方向が対応するマスターアームに結合されている必要があります。[ 11 ] 2 つのアームの結合は双方向である必要があり、これはスレーブ端の力がマスター端に反映され、スレーブ端で生成された変位がマスター端に変位を生成でき、スレーブアームが実行されるタスクによって課される制約に応じて位置合わせできる必要があることを意味します。[ 4 ] [ 11 ]
受賞歴
ゲルツは1967年にペンシルベニア州フィラデルフィアのフランクリン研究所でエドワード・ロングストレスメダルを受賞した。また、1969年にはアメリカ原子力学会から放射線産業賞も受賞した。
1985年、アメリカ原子力学会は遠隔技術の分野で顕著な貢献をした会員を表彰するために「レイ・ゲルツ賞」を設立した。 [ 5 ]
私生活
ゴーツは1950年9月2日、イリノイ州クックでヘレン・ブーラと結婚した。二人の間にはアラン、ジーン、リンダの3人の子供が生まれた。ゴーツは1970年6月4日、イリノイ州ダウナーズ・グローブで55歳で亡くなった。
参考文献
- ^レイモンド・ゲルツ（1959年11月3日）「スレーブロボット用マニピュレーター」（PDF）2017年5月22日閲覧。
- ^ a b US 2632574 A , C, Goertz Raymond、「遠隔操作マニピュレータ」、1953年3月24日公開
- ^ a b cメノン、マニ (2011).泌尿生殖器外科におけるロボット工学. シュプリンガー. pp. 12–17 . ISBN 9781848821149。
- ^ a b cフェレ、マヌエル（2007年）。テレロボティクスの進歩。シュプリンガー先端ロボティクス論文集。pp. 22 , 26, 132。ISBN 978-3-540-71363-0。（印刷版、またはISBN 978-3-540-71364-7
- ^ a b「レイ・ゴーツ賞 -- ANS / 栄誉と賞」www.ans.org . 2017年6月4日閲覧。
- ^ a b c Sciliano, Bruno (2008). Springer Handbook for Robotics . Springer. pp. 43– 47, 52. ISBN 9783540239574。
- ^ Singh, Manjit (2006年6月). 「マスター・スレーブ・マニピュレーター：技術と最近の開発」(PDF) . www.barc.gov . 2017年5月20日閲覧。
- ^ゲルツ、レイモンド (1949).マスタースレーブマニピュレーター. アルゴンヌ国立研究所.
- ^ 「ロボティクスのタイムライン パート2」www.thocp.net . 2017年6月4日閲覧。
- ^レイモンド・ゲルツ（1952年）「クリープ防止可変速ホイスト付きスイング防止クレーン」アルゴンヌ国立研究所
- ^ a b c Tavakoli, M. (2008).遠隔操作手術ロボットシステムのための触覚技術ハッケンサック、ニュージャージー州: World Scientific. pp. 18– 32. ISBN 9789812813152。
