たとえば、岩盤掘削のり面に、SfM画像解析技術とAIを活用すると、どんなことができるでしょうか。
【Claude Opus】＆【Gemini】を念頭に、思いつくままに可能性を整理したメモです。
まずは、SfM画像解析技術でのり面を3次元化
SfM画像解析技術で3次元画像を取得し、のり面を自由自在に実体視します。
3次元画像をぐるぐると回転させ、好きなアングルから眺めてみる。すると、アングルによって節理面がくっきり、はっきりと見えてきます。
のり面の表面に平行な節理面は、見逃されがちですが、のり面崩壊につながる可能性があります。こうした節理面も、見るアングルを工夫することで、より明瞭に捉えられるのではないでしょうか。
ほかにも、見えてくるものがありそうです。
遠くから全体を見渡す。近づいて細部を覗き込む。
参考となるのは、SfM画像技術『空飛ぶ絨毯』と『NORI-TEN』です。
まず、のり面を遠くから見渡し、大局的に観察してみます。いろいろなアングルから眺めることで、そののり面が巨大崩壊跡地の一部だったり、亀裂帯がのり面に平行に延びていたりと、気づくことがあるかもしれません。
あるいは、のり面にぐいっと近づいてみる。触れるほどの距離まで近づくように画像を拡大し、くぼみや開口亀裂を覗き込んでみる。十分な画像精度があれば、こうした細部の観察も期待できます。
工事中の障害物・遮蔽物への対応
工事中ののり面には、重機や仮設資材、樹木など、撮影の障害物・遮蔽物があります。
SfMでは、多方面のアングルから撮影した画像を組み合わせます。別のアングルから背後が撮影できていれば、遮蔽物を除いたのり面の画像を作成する、といった対応も考えられます。
手軽さが強み
撮影した画像をホストPCに送信し、遠隔操作で解析を指示する。コーヒーを飲んでいる間に解析が完了し、受信した解析結果をタブレットに表示させ、観察データを書き込んでいく。
そんな運用ができると、いいですね。
撮影には、汎用ドローンやスマートフォンなどを使えるため、比較的安価に取り組めます。四足歩行ロボットも、高額ではありますが、現場条件によっては適しているかもしれません。
SfM画像解析ソフトは、Metashapeで50万円程度でしょうか。業務で使うのであれば、導入を検討できる価格です。
解析時間も数分程度で済むのでしょうか。価格や処理時間は確認が必要ですが、この手軽さは注目したいところです。
次に、AIの登場です
ここで、Claude Opus ＆ Geminiです。
観察データを書き込んだのり面の3次元画像を、AIに学習させることを考えます。重視したいのは、量（Quantity）に加えて、質（Quality）です。
3次元画像を実体視すると、2次元画像では捉えにくかった節理や形状なども、アングルを工夫しながら観察できます。その観察結果を、AIによる岩盤の判定・識別につなげられないでしょうか。
識別したい要素
- 節理：3次元画像のアングルを工夫して、明瞭に捉える。
- オーバーハング：3次元で形状を確認する。
- 岩盤等級：特に重要な判定項目。
- 断層・シーム：直線的なくぼみ、粘土層、脆弱部などを捉える。
- 開口亀裂
- 落下した転石
- 湧水：画像から識別できるか。
- 崩壊跡
- 落石源・落石跡
- 浮石・転石の安定度：どこまで判定できるか。
これらについて、3次元画像と観察データを組み合わせ、AIでどこまで識別・判定できるかを考えていきます。
対象岩盤ごとの可能性
切羽岩盤
トンネル切羽のスケッチや判定を、AIで行うという活用です。
専門技術者の常時配置は困難なため、需要は大きいと考えられます。試行や実用化も進んでいる様子です。
一方で、切羽岩盤を撮影できるタイミングは限られます。たとえば、次のような作業の流れの中で、撮影の機会を確保する必要があります。
発破 → ズリ出し・換気 → 撮影 → 吹付 → 切羽削孔・装薬 → 発破
この合間に、誰が、どのように撮影するのか。自動撮影はできるのか。
画質が不鮮明になるケースも多く、3次元画像の取得には制約が多そうです。また、切羽表面は発破で破壊された粗い面であり、岩盤を識別する条件としては、あまり良いとはいえない面もあります。
切土のり面
切土のり面は、AIによる岩盤判定・識別の適用に期待できる対象です。
活用を考えているのは、次のSfM画像処理技術です。
- 『空飛ぶ絨毯』：岩盤の3次元モデルをPCモニター上で立体視し、回転・拡大しながら観察する技術。
- 『NORI-TEN』：3次元のり面展開写真図を作成する技術。
撮影は、汎用のドローンや手持ちカメラによる連続撮影を想定しています。
切羽と比べると、撮影条件は良好と考えられます。また、のり面掘削後、一定の期間が経過している方が、地質状況を判別しやすい場合もあります。
工事用重機や仮設資材、樹木などの遮蔽物についても、SfM技術による処理を検討します。
岩壁・岩盤崩壊現場・土砂災害現場
これらの現場でも、活用したいのがSfM画像処理技術『空飛ぶ絨毯』です。
岩盤の3次元モデルをPCモニター上で立体視し、回転・拡大しながら観察する。
全体を見渡し、アングルを変え、気になる箇所に近づいてみる。こうした観察ができることに、大きな可能性を感じます。