手の操作感覚及び負担評価のための3次元CADマネキンの開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09838027
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 岡田 明 大阪市立大学, 生活科学部, 助教授 (30158810)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 和知 孝雄 大阪市立大学, 生活科学部, 助手 (30073886) ; 佐藤 昌子 大阪市立大学, 生活科学部, 教授 (80047232)
• Keywords: CADマネキン / 手の寸法 / 把持力 / 触覚官能評価 / 認知空間座標系

Research Abstract

コンピュータ面面上で仮想対象を操作する際の手の動態や感覚を視覚化する3次元CADマネキン開発に関する基礎研究を行なった。本研究では、開発に必要となる手の諸特性(寸法・形状、把持力、動作、感覚、認知等)の基礎データの取得とマネキン開発の可能性についてまとめた。
1)マネキン作成の基本となる手の詳細な寸法・形状については、ISOやJISの計測項目以外に必要となる日本人成年男女の寸法値やプロポーションデータの採取を行ない基礎資料を得た。
2)シリンダ形状の対象物の把握動作時の手の動きについて、3次元動作解析システム(Vicon)を用いて画像解析し、各指の関節角度の変化や動きのタイミングについて調べた。
3)手の把持力および3次元方向に作用する分力についても計測し、対象物を把持する際の筋発揮力の面から検討した。すなわち、把持する位置や方向により手の把持力や把持の効率を明らかにした。
4)物体の視覚的な質感と触覚的な触感との対応を調ベ、両者の相関や差異を明らかにし、対象物を把持する際に生じる感覚を推定するための基礎データを得た。
5)操作する手を基準とした空間座標系の認知について調ベ、手の空間内での位置や方向のわかりやすさについての知見を得た。すなわち、身体に対する手の位置や方向によって、手が認識する空間座標系が異なることを明らかにした。
6)CADマネキンの構築について、基礎的な関節モデルの作成を行ない、それを事例として現状の課題と将来の可能性および開発の動向について考察した。
以上の成果をまとめ、手のマネキン作成のためのガイドラインとして提案した。

Research Products

• [Publications] 小林政司, 他: "コンピュータグラフィックスにおける物体の体積感に関する研究"日本色彩学会誌. 21・特別. 100-101 (1997)
• [Publications] 岡田 明, 他: "身体に対する空間座標系における認知と操作の基礎的研究"日本人間工学会関西支部大会講演論文集. 157-158 (1998)
• [Publications] 朴 勤植,他: "関節可動域表示の立体動的シミュレーション・モデルによる跛行の評価方法"医療情報学連合大会論文集. 388-389 (1999)
• [Publications] 丸本耕次, 他: "ハンドルの表面処理と操作感触の評価"日本人間工学会誌. 35・特別. 97 (1999)
• [Publications] 西岡 基夫, 他: "動作中の姿勢変化に伴う生理的負担の評価手法に関する研究"日本人間工学会関西支部大会講演論文集. 179-182 (1999)
• [Publications] 野呂 影勇, 他: "コンピュータ・マネキンに関する国際標準規格"(社)人間生活工学研究センター. 113 (1998)