精密高把持を実現するハプティックインターフェイスと力覚的知覚に関する研究
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20K04378
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
毛利 哲也 岐阜大学, 工学部, 教授 (40418728)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾関 智恵 愛知工科大学, 工学部, 准教授 (60590312)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ハプティックス / ロボット / 知能機械 / 知能ロボティックス |
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| Outline of Research at the Start |
人工現実感や拡張現実感の分野では，マンマシンインターフェイスとして操作者の手指の位置・姿勢に応じた力覚を提示するハプティックインターフェイスが現実感を再現するための重要な装置となっている．本研究では，より現実に近い物理的インタラクションを目標として，人の指先力と同程度の力提示により拇指と示指での「しっかり」とした精密把持（つまみ）のハプティックインターフェイスの実現を目指す．また，より自然な形での人工現実感や拡張現実感を実現するため，視覚と力覚との間に存在する差異を軽減して感覚を同期させる方法も研究する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
人工現実感（VR）や拡張現実感（AR）の分野では，マンマシンインターフェイスとして操作者の手指の位置・姿勢に応じた力覚を提示するハプティックインターフェイス（HI）が現実感を再現するための重要な鍵となっている．特に硬さを提示する技術は，人と物体との物理的インタラクションを実現する上で必要不可欠である．本研究では，より現実に近い物理的インタラクションを目標として，人の指先力と同程度の力提示により拇指と示指での「しっかり」とした精密把持（つまみ）を目指す．また，より自然なVRやARを実現するため，視覚と力覚との間に存在する差異を認知科学のアプローチから明確にして差異を軽減して感覚を同期させることを目的とする．本研究では，精密把持ハプティックインターフェイスと操作者の認知過程に基づいた評価方法を確立する研究を進める．2022年度は，前年度に提案したボールネジ伝達機構の特性を考慮した制御系を3関節3自由度で指先力50Nを提示できる単指HIシステムに実装して特性を評価した．また，マスター・スレーブシステムの構築を進めている．認知科学のアプローチとしては，人のVR環境における力覚の認知過程を調べるため，線形バネにより受動的に力提示可能な1自由度HIを用いた客観的・主観的記録を収集する実験をひきつづき行い，提示中の力覚提示の過程と実験参加者の主観的評価の違いを整理した．調査数が統計的な検討をするのには少ない状態であるため，2023年度は調査母数を拡大する予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2022年度は申請時に予期していなかった新型コロナウィルスの影響で，大学では学生の研究活動が制限された．大学業務のため教員の研究活動のための時間が十分に確保することが難しく，当初予定よりも本研究課題の進捗状況がやや遅れている．2023年度は，当初計画が実現できるように研究を進める予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は，単指HIシステムを用いたマスター・スレーブシステムを完成して，仮想環境と実機ロボットを用いて物体に触れたときの知覚に差異が生じるかを評価するための実験環境を構築して，その評価を実施する．人の意思決定への影響を測るための没入型VRシミュレーションシステムについては，2022年度に行なった調査をもとに実験デザインを決定し，実施に移す．そして収集したデータの分析と整理を行い，意思決定に影響した要因を明らかにする．
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Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
