ERアクチュエータを用いた高性能力覚提示システムに関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555081
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 古荘 純次 大阪大学, 大学院・工学研究所, 教授 (70107134)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 昭夫 旭化成工業株式会社, 電子応用研究所, 室長 ; 章 国光 大阪大学, 大学院・工学研究所, 助手 (20282915) ; 坂口 正道 大阪大学, 大学院・工学研究所, 助手 (60283727)
• Keywords: バーチャルリアリティ / 力覚提示 / アクチュエータ / クラッチ / ブレーキ / ER流体 / ロボット工学 / メカトロニクス

Research Abstract

力覚提示は人工現実感における重要な要素技術の一つであるが,適当なアクチュエータが存在しないため,現在その開発は非常に遅れている.本研究では,最近開発が進んでいるER流体を力覚提示システムに応用する際に必要となる各種技術について検討を行ってきた.本年度の研究によって得られた成果は以下の通りである.
(1)前年度に開発したERアクチュエータを用いて力覚提示システムを開発した.開発した力覚提示システムは,力覚提示部における等価慣性が非常に小さいため,バックドライバビリティや安全性,制御性等に優れた特性を持つ.画像データの提示と連動した力覚提示実験を行い,力覚提示システムの評価を行った.仮想物体の接触感覚,粘性感覚,外乱力の提示,物体の移動,衝突感覚などの様々な力覚提示実験を行い,優れた力覚提示特性を持つことを確認した.
(2)ER流体のもう一つの重要な力発生の方法として,電場によって抵抗力が制御できるER流体の特性を用いたパッシブな方法がある.この方法では,ER装置への駆動力の供給は行われず,外部力のみを利用してその反力として力が発生する.この方法の利点は,装置が単純かつ軽量になることおよびエネルギの消費が非常に少ないことである.また,力の発生がパッシブに行われるため,危険なり力を人に与えることがない.ER流体を用いたパッシブ型力覚提示システムを開発した.また,開発したパッシブ型力覚提示システムを用いた基礎実験を行い,パッシブな力覚提示について基礎的な検討を行った.

Research Products

• [Publications] M.Sakaguchi and J.Furusho: "Development of 2 DOF Force Display System Using ER Actuators"Proc. 1999 IEEE/ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics. 707-712 (1999)
• [Publications] M.Sakaguchi, J.Furusho and E.Genda: "Basic Study on Rehabilitation Training System Using ER Actuators"Proc. 1999 IEEE Int. Conf. on Systems, Man and Cybernetics. I. 135-140 (1999)
• [Publications] 坂口正道,章国光,古荘純次: "両方向回転型ERアクチュエータのモデリングと運動制御"日本機械学会論文集(C編). (印刷中).