• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Control of Distributed Heat Transfer for Development of Interaction with High-Presence Thermal Sensation

Research Project

Project/Area Number 17J06070
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Human interface and interaction
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

大澤 友紀子  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1) (80909200)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords温熱制御 / 熱伝搬 / 温熱感覚呈示
Outline of Annual Research Achievements

本研究では温熱技術を用いた人間支援の構築に向けて、高臨場温熱覚を呈示するための分布熱インタフェースの実現を研究目標としている。
本年度の研究では多熱源系の制御へ拡張すべく、ジュール熱等の非線形なモデルを考慮した制御手法や、二次元平面における温度分布制御手法を提案した。
非線形なモデルを用いた提案手法の制御補償器では、従来手法において外乱とされていた非線形要素を考慮しているため、補償電流が増えるにしたがって増加するジュール熱等の影響を考慮することができ、温度指令値への追従性の向上を実現できた。温度分布制御手法では、二次元熱拡散方程式に基づいたモデルを用いた制御器の設計を行い、平面上の任意の点における所望の温度制御を可能にした。
また、本技術を応用した指装着型の温熱覚呈示システムを開発し、指先での繊細な温度分布の再現を可能にした。本システムは4つの熱源と銅板で構成され、4つの熱源による指先での温度分布制御を実現した。さらに前年度に開発した手のひら装着型のサーマルインタフェース(サーモグローブ)を無線化・小型化した。制御PCにはアルディーノを用い、手の甲の部分にすべての回路や制御システムが収まる構成にした。またバッテリー駆動でペルチェ素子に電流を送り込むことができる。さらにグローブ内にバイオメタルファイバーを組み込み、握り動作を再現する収縮機能を搭載した。本技術は「イノベーション・ジャパン2018」にて展示を行い、多くの注目を集めた。
以上に述べた本研究内容に関して、国内論文誌への論文掲載や多くの査読付き国際会議の発表に結実した。また、日本学術振興会において「第9回(平成30年度)日本学術振興会 育志賞」を受賞し、学術的な視点からも評価された。したがって本年の研究成果は理論の自由度の拡張、ハードウェアの小型化・無線化を行い、理論面・応用面において多いに成果が得られた。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] Variable Heat Disturbance Observer for Control of Peltier Device2019

    • Author(s)
      Yukiko Osawa, Seiichiro Katsura
    • Journal Title

      IEEJ Journal of Industry Applications

      Volume: VOL. 8 Pages: 185-191

    • NAID

      130007607011

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermal Propagation Control Using Thermal Diffusion Equation2018

    • Author(s)
      Yukiko Osawa, Seiichiro Katsura
    • Journal Title

      IEEE Transaction on Industrial Electronics

      Volume: 印刷中 Issue: 11 Pages: 8809-8817

    • DOI

      10.1109/tie.2018.2811363

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Sensing of Heat Source in a Deep Layer by Considering Heat Propagation2018

    • Author(s)
      Yukiko Osawa, Katsura Seiichiro
    • Journal Title

      IEEJ Journal of Industry Applications

      Volume: 7

    • NAID

      130006731021

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Rendering Thermal Sensation of Fingertip by Using Spatial Information of Heat Sources2019

    • Author(s)
      Yukiko Osawa, Seiichiro Katsura
    • Organizer
      11th IEEE/SICE International Symposium on System Integrations (SII 2019-Paris)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Wearable Human Interface for Sharing Heat Conduction Between Fingers2018

    • Author(s)
      Yukiko Osawa, Seiichiro Katsura
    • Organizer
      37th SICE Annual Conference 2018 (SICE 2018-Nara)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Wearable Thermal Interface for Sharing Palm Heat Conduction2018

    • Author(s)
      Yukiko Osawa, Seiichiro Katsura
    • Organizer
      44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2018-Washington DC)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rendering Heat Conduction Based on a Thermal Diffusion Equation2018

    • Author(s)
      Yukiko Osawa, Seiichiro Katsura
    • Organizer
      IEEJ Technical Meeting on Mechatronics Control (MEC’18-Tokyo)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Variable Heat Disturbance Observer for Robust Control of the Peltier Device2018

    • Author(s)
      Yukiko Osawa
    • Organizer
      4th IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, and Motion Control (SAMCON 2018)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Distributed Thermal Conductance Control for Sensing and Rendering Thermal Sensation on the Palm2018

    • Author(s)
      Yukiko Osawa
    • Organizer
      15th International Workshop on Advanced Motion Control (AMC 2018)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 面状サーマルディスプレイにおける分布熱流制御2018

    • Author(s)
      大澤 友紀子
    • Organizer
      2018 Annual Conference of IEEJ Industry Applications Society
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Sensing of Heat Source in Deep Layer Using Heat Flow2017

    • Author(s)
      Yukiko Osawa
    • Organizer
      36th SICE Annual Conference 2017 (SICE 2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi