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Development of a Discomfort Reduction Method for Power Assist Devices Based on Predictive Mass Estimation and Mass Perception Control

Research Project

Project/Area Number 20H04274
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 61060:Kansei informatics-related
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

Ikeura Ryojun  三重大学, 工学研究科, 教授 (20232168)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 早川 聡一郎  三重大学, 工学研究科, 准教授 (50288552)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Keywordsユーザーインターフェース / マンマシンインターフェース / パワーアシスト / 違和感 / 質量感
Outline of Research at the Start

パワーアシスト装置は,操作者が運搬物体を「重い」と視覚的に感じているにもかかわらず,必要以上に「軽く」操作できてしまうと,結果的に予想外の急激な危険操作をする可能性が高い.これにより,操作に違和感や恐怖感を抱き,事故につながるなど,緊急に解決しなければならない問題である.これは操作者が事前に予想する予測質量感と操作中の体性感覚的質量感が大きく異なることが原因と考えられる.本研究の目的は,物体を動かす前の操作力から予測質量感を推定し,適切な制御質量を設定することにより,予測質量感と体性感覚的質量感を一致させることで,実用的で安全安心なパワーアシスト装置を開発することである.

Outline of Final Research Achievements

Power-assist devices are a necessity in today's aging society, but accidents caused by a sense of discomfort or fear during operation must be avoided. In this study, we analyzed the factors that determine the predicted mass that a person expects before operation, such as the size of the object to be carried, the appearance of the power-assist device, and the time variation of the predicted mass, with the aim of reducing the sense of discomfort and fear in the sense of mass. By controlling the mass sensation to approach the predicted mass in consideration of these factors, we showed that it is possible to reduce the sense of discomfort during operation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

パワーアシスト技術は現状の高齢社会において必須であるが,使用するのに違和感や恐怖感があっては,世の中に浸透させることは不可能である.従来研究では,操作した感覚をアンケート等で評価し,それに基づく制御方法の改良を行ってきたが試行錯誤が多く,体系的な改善は困難となっていた.そこで本研究では,違和感や恐怖感は,使用者が予め予想した操作感と実際に感じた操作感との乖離によることに注目し,その操作感の隔たりを縮小することを試みたもので,その学術的及び社会的意義は非常に大きい.

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2021 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Analysis of human object lifting operation force using power assist device2021

    • Author(s)
      Kato Ken、Ikeura Ryojun、Tsutsumi Shigeyoshi、Hayakawa Soichiro、Sawai Hideki
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 2107 Issue: 1 Pages: 012009-012009

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2107/1/012009

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] A Study on the Duration of Operator's Mass Perception for Using Power-Assist Device2023

    • Author(s)
      Ryoya Matsuda, Ryoujun Ikeura, Soichiro Hayakawa and Syunichi Yoshida
    • Organizer
      2023 62nd Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation on the Influence of Assist Device Appearance on Weight Sensory Characteristics2023

    • Author(s)
      Katsunori Konishi, Ryoujun Ikeura, Soichiro Hayakawa and Syunichi Yoshida
    • Organizer
      2023 62nd Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 物体の持ち上げ操作における手指皮膚感覚に加わる力と重量知覚との関係性の検討2023

    • Author(s)
      内田雄大, 池浦良淳, 早川聡一郎, 吉田俊一
    • Organizer
      日本人間工学会東海支部2023年研究大会論文集
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] パワーアシスト装置使用時における慣れによる影響を考慮した違和感の主観評価2023

    • Author(s)
      近藤 魁, 小玉一徳, 池浦良淳, 早川聡一郎, 吉田俊一
    • Organizer
      日本機械学会東海支部第72期総会・講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] パワーアシスト装置を用いた見た目の異なる物体を持ち上げる際の人の操作力解析2021

    • Author(s)
      加藤 健, 池浦良淳, 堤 成可, 早川聡一郎, 澤井秀樹
    • Organizer
      第22回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of Psychological Structure in Mass Sense for Object Lifting Operation2021

    • Author(s)
      Kazunori Kodama, Kai Kondo, Yuta Namekata, Ryojun Ikeura, Shigeyoshi Tsutsumi and Soichiro Hayakawa
    • Organizer
      2021 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] パワーアシスト装置の操作における心理評価 ―持ち上げ速度を変化させた場合―2021

    • Author(s)
      行方優太, 池浦良淳, 早川聡一郎, 堤 成可, 澤井秀樹
    • Organizer
      日本人間工学会東海支部2021年研究大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] パワーアシスト装置を用いた人の物体持ち上げ操作力解析2021

    • Author(s)
      加藤 健, 池浦良淳, 堤 成可, 早川聡一郎, 澤井秀樹
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 物体運搬におけるパワーアシスト装置の重量感覚制御2021

    • Author(s)
      坂野 友一,加藤 健,池浦 良 淳,早川 聡一郎,堤 成可,澤井 秀樹
    • Organizer
      日本機械学会東海支部第70期講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 人間共生ロボティクス・メカトロニクスリサーチセンター

    • URL

      https://www.mie-u.ac.jp/research/robomech/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 人間共生ロボティクス・メカトロニクスリサーチセンター

    • URL

      http://hsrmrc.mie-u.ac.jp/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 人間共生ロボティクスメカトロニクスリサーチセンター

    • URL

      https://www.mie-u.ac.jp/research/robomech/

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 人間共生ロボティクスメカトロニクスリサーチセンター

    • URL

      https://hsrmrc.mie-u.ac.jp/

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 人間支援システム研究室

    • URL

      http://www.ss.mach.mie-u.ac.jp/

    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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