小型汎用高性能6自由度ハプティックインタフェースの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555067
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 内山 勝 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30125504)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 尹 祐根 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40312615) ; 妻木 勇一 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50270814) ; 近野 敦 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90250688) ; 梅津 真弓 (株)安川電機, 基礎研究所, 研究員(研究職) ; 阿部 幸勇 東北大学, 工学部, 教務職員 (80261600)
• Keywords: ハプティックインタフェース / バーチャルリアリティ / テレロボティクス / 力覚ディスプレイ / マスタアーム / パラレルメカニズム / 臨場感 / 力提示デバイス

Research Abstract

本研究では,高い汎用性を持つ小型高性能なハプティックインタフェースを開発することを目的としている.具体的には,小さな設置面積,広い作業領域,高い応答特性を実現する6自由度のハプティックインタフェースと様々な計算機に容易に接続可能な汎用性の高い制御装置を実現することを目的とする.これを実現するため,本年度は以下の研究を行った.
・ハプティックインタフェースの改良
従来のハプティックインタフェースは,改良型デルタ機構を用いている並進部の剛性が十分ではなく,大きな問題となっていた.そこで,本年度は,実験的に剛性劣化の原因を探り,製作精度だけではなく,機構パラメータにより,剛性が大きく変化することを確認した.この結果に基づき新たに並進部を製作した.この結果,並進に関する剛性が著しく向上したものの,並進部における回転に関する剛性が劣化するという新たな問題が発生した.これに関しては,来年度の課題とする.
・視覚,力覚,聴覚情報を融合した高臨場感仮想現実システムの構築
高い臨場感のある仮想現実感を実現させるため,視覚,力覚だけではなく,聴覚情報も利用したシステムを新たに構築した.聴覚システムは,SGIのWSと付属のAudio Libraryを用いることにより,音の強度,周波数をリアルタイムに変更することができる.また,リアリティを向上させるため,オペレータが直接触るインタフェース部分に本物の対象物を使用するシステムを構築し,有効性を検証した.

Research Products

• [Publications] 木南匡敬 他: "6自由度小型ハプティックインタフェースの評価と仮想剛体間の接触実験"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 415-416 (1999)
• [Publications] 尹祐根 他: "ハプティックインタフェースを中心とした人間・テレロボットインタフェースの構築"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 821-822 (1999)
• [Publications] 川辺洋 他: "遠隔操作における力情報提示システム"計測自動制御学会東北支部35周年記念学術講演会予稿集. 19-20 (1999)