能動操作器を用いた教示操作量の力覚表示による技能習熟支援システム

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650248
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 末長 修 静岡大学, 工学部, 助教授 (90126780)
• Keywords: 手動制御系 / 技能習熟支援 / 能動操作器

Research Abstract

本研究は,技能習熟支援システムの一手法として,能動操作器に多軸系のジョイスティックを用いた場合の有用性や,被訓練者の心的動揺度も考慮した教示操作量の総合手法の確立を目的に行われた.
そこで,能動操作器に市販の力覚表示機能を有するジョイスティックを用い,また制御対象にマニピュレータ型ロボットを採用した手動制御系を構成した.まず力覚表示機能を作用させず,習熟者の手動制御によるマニピュレータの障害物回避操作から,マニピュレータ指先の軌跡を測定し,これを目標軌道とした.そして,この目標軌道と被訓練者によるマニピュレータの軌道との偏差に比例した力をその差が減ずる方向に発生させ,目標軌道を実現する操作量を力覚教示する訓練を行った.その結果,訓練期間は,能動操作器を用いない訓練よりも半減させることができ,ジョイスティックを能動操作器として用いても,その訓練の有用性を実証することができた.
しかしながら,訓練時における被訓練者の心的動揺度を評価するため,GSR(Galvanic Skin Reflex; 皮膚電気反射)を測定したが,個人差が大きく,またGSR反応には時間的遅れが存在するなどといった問題点が明らかとなり,被訓練者の心的動揺度も考慮した教示操作量を総合するまでには至らなかった.そこで,被訓練者の心的動揺を軽減するという観点から,訓練手法を再検討した.すなわち,被訓練者に心的動揺を与える一要因として,目標操作量を常時力覚教示することが考えられることから,この要因による心的動揺を軽減するため,被訓練者がどのような操作量で操作すればよいか分からなくなったときのみ被訓練者の申し出により,操作量を教示する手法(ニーズ適応型支援)を組み入れた.このような訓練とGSRとの明確な関連を見出すことはできなかったが,訓練効果としては,上述の結果よりも良好な結果を得た.