椅子の座り心地などの心地評価をするバーチャル・ヒューマンの構築

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10835024
• Research Institution: Osaka Sangyo University
• Principal Investigator: 前川 佳徳 大阪産業大学, 工学部, 教授 (80229294)
• Keywords: バーチャル・ヒューマン / 心地評価 / 座り心地 / 圧覚 / 痛覚 / 人体形状変形 / 人体材料特性値 / 超弾性有限要素法

Research Abstract

コンピュータ内にモデル化したバーチャル・ヒューマンによって、設計開発対象のバーチャル・プロダクトの使い心地(主として圧覚・痛覚によるもの)を評価させることを試みるのが本研究の目的で、椅子の座り心地評価などを具体応用例として取り組んだ。人体各部を均一な超弾性体(ムーニィモデル)とし、対象物との接触変形状態をFEMでシミュレーションして、得られる荷重分布やひずみ値と心地との関係を求め、使い心地を評価させる。今年度は、人体各部の変形シミュレーション手法の確立(精度の検証)と、その変形解析に必要な人体各部の特性値を求める手法の確立、さらには解析結果として得られる荷重分布やひずみ値と心地との関係づけの手法の確立を行った。
まず、変形解析に必要な人体各部の特性値を求める手法として、アスカーC_2型かたさ試験機を用い、そのかたさ値とムーニィ定数を関係付ける方法を提案し、実際に人体各部のムー二ィ定数のデータベースを作成した。椅子の座り心地については、まず椅子と臀部との接触面での荷重分布を実測し、シミュレーション結果が実務的に有用なレベルで一致することを検証した。ついで、荷重分布の勾配値を座り心地と関連させる手法を提案し、検証結果を示した。また、前腕部にバッグの紐をかけ、どの程度のバッグの重さで、どのような痛みを感じるかの試みも行った。このような痛み評価のために、3段階の痛みレベルを決め、それと人体各部での変形に伴うひずみ値との関係をデータベースとして作成した。
以上、心地を評価するバーチャル・ヒューマン構築の研究開発目標を、すべて達成することができた。本研究成果は、介護ロボットが非介護者を適切に扱うためのシミュレーションなどに応用可能である。

Research Products

• [Publications] 前川佳徳: "椅子の座り心地などの心地を評価するバーチャル・ヒューマン構築の試み"日本人間工学会誌. 35巻特別号1. 98-98 (1999)
• [Publications] 前川佳徳: "椅子の座り心地を評価するバーチャル・ヒューマンの構築"第19回MARCユーザーズ・ミーティング事例集. 189-193 (1999)
• [Publications] Maekawa,Yoshinori: "Virtual Human Who Can Evaluate Oppressed Sensation"Proc.of The Ninth Int.Conf.on Artificial Reality and Telexistence. 194-201 (1999)