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柔軟指の滑りモデルとその触覚提示への応用

Research Project

Project/Area Number 11J09455
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

ホ アンヴァン  立命館大学, 総合科学技術研究機構, 特別研究員(PD) (60757508)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords滑り動作 / ヒト柔軟な指先モデル / ビーム束モデル / 局所滑り / 触覚センサー / 滑り検出アルゴリズム / 分布センサー / ロボット柔軟な指先モデル
Research Abstract

1.人間の指の滑り運動の動的モデリングと感圧導電糸を用いた滑り運動のセンシングに関する研究を進めた.ヒトの指をモデリングでは,皮膚,骨,爪など異なる材料から構成される指を表現するために,提案されたBBM(Beam Bundle Model-ビーム束モデル)を拡張した.まずは人間の指先のMRI(Magnetic Resonant Images)を撮影いただく上,連続の断面画像を処理して指先の正確な内臓部分の位置を得られた.次に,三次元の指先モデルにビーム束モデルを導入してヒト指先のBBMモデルの構築が完了された.このモデルにより,押し運動における法線圧力の分布のみならず,滑り運動における摩擦分布を表現することができた.さらに,ヒトの指の局所滑り(LDP-Localized Displacement Phenomenon)を表現することができた.
2.感圧導電糸を用いたセンシングでは,導電糸からパイル布地を構成し,導電糸の抵抗値を計測することで滑りを検出することを試みた.抵抗値の時系列信号に離散ウェーブレット変換を適用することにより,押し運動と滑り運動を識別できることを見い出すとともに,時系列信号から複数のテクスチャーを識別できることを示した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

指の滑りのモデリングに関しては,Beam Bundle Modelという新しいモデリング手法を提案し,その妥当性を実験的に示した.特に,このモデルにより,指先が滑り始めるときの局所滑り現象を評価できることを示した.その現象のかげで滑り検出おける触覚提示の設計・データ処理のアルゴリズムを提案できました.

Strategy for Future Research Activity

提案したBBMモデルでは回転動作に関する接触面である摩擦トルクの再現を達成することが出来ていないとわかりました.今後BBMモデルに摩擦トルクを導入できるように推進することを考えられます.また,ヒトの指先が対象物を把持・操作するシンナリオをシミュレーションしてすべり動作を検出できる触覚提示を発展して,完全なハップティクスデバイスを構築できると考えます.

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] A 3D Non-Homogeneous FE Model of Human Fingertip Based on MRI Measurements2012

    • Author(s)
      Z. K. Wang, L. Wang, Van Anh Ho, S. Morikawa, S. Hirai
    • Journal Title

      IEEE Transaction on Instrumentation and Measurement

      Volume: 61 Pages: 3147-3157

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modeling, Analysis of a Frictional Sliding Soft Fingertip and Experimental Validations2011

    • Author(s)
      Van Anh Ho
    • Journal Title

      International Journal of Advanced Robotics

      Volume: 25 Issue: 3-4 Pages: 291-311

    • DOI

      10.1163/016918610x552123

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development and Analysis of a Sliding Tactile Soft Fingertip Embedded with a Micro Force/Moment Sensor2011

    • Author(s)
      Van Anh Ho
    • Journal Title

      IEEE Transaction on Robotics

      Volume: 27 Issue: 3 Pages: 411-424

    • DOI

      10.1109/tro.2010.2103470

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Toward a Platform of Human-Like Fingertip Model in Haptic Environment for Studying Sliding Tactile Mechanism2013

    • Author(s)
      Van Anh Ho, Shinichi Hirai
    • Organizer
      Robotics : Science and System (RSS 2013)
    • Place of Presentation
      Berlin (ドイツ)(予定)
    • Year and Date
      2013-06-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental Investigation of Surface Identification Ability of a Low-Profile Fabric Tactile Sensor2012

    • Author(s)
      Van Anh Ho, Takahiro Araki, Masaaki Makikawa, Shinichi Hirai
    • Organizer
      2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
    • Place of Presentation
      Vilamoura (ポルトガル)
    • Year and Date
      2012-10-09
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] What Can Be Inferred from a Tactile Arrayed Sensor in Autonomous In-Hand Manipulation?2012

    • Author(s)
      Van Anh Ho, Tatsuya Nagatani, Akio Noda, Shinichi Hirai
    • Organizer
      2012 IEEE Int. Conf. on Automation Science and Engineering (CASE)
    • Place of Presentation
      ソウル(韓国)
    • Year and Date
      2012-08-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a Low Profile Sensor Using Electro-Conductive Yarns in Recognition of Slippage2011

    • Author(s)
      Van Anh Ho
    • Organizer
      2011 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ(アメリカ)
    • Year and Date
      2011-09-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] From Tactile Data to Image Processing, and its Application in Robotic In-Hand Manipulation2011

    • Author(s)
      Van Anh Ho
    • Organizer
      第29回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2011-09-09
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Three Dimensional Modeling and Simulation of the Sliding Motion of a Soft Fingertip with Friction, Focusing on Stick-Slip Transition2011

    • Author(s)
      Van Anh Ho
    • Organizer
      2011 IEEE/RSJ International Conference on Robotics and Automation (ICRA)
    • Place of Presentation
      上海(中国)
    • Year and Date
      2011-05-12
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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