3次元触覚デバイスを用いた歯学教育用シミュレータの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13672019
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 會田 英紀 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (10301011)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小松 孝雪 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (90271668) ; 佐藤 範幸 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (00271669) ; 上田 康夫 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (30241342) ; 佐藤 華織 北海道大学, 歯学部・附属病院, 助手 (40281828)
• Keywords: バーチャルリアリティー / VR / 3次元触覚デバイス / 教育用シミュレータ

Research Abstract

本研究の目的は,3次元タッチ技術をデスクトップに持ち込んだフォースフィードバックヒューマンインターフェイスをCADシステムに応用することにより,より高度でリアルな歯学教育用シミュレータを開発することである.最終目標である支台歯形成を想定した歯学教育用シミュレータの開発に関しては,まだ技術的問題が解決されておらず引き続き情報収集を行っている.そこで,今年度はまず歯学教育および歯科用CAD/CAMシステムへの応用を目指してバーチャルワックスアップシステムの構築を試みた.
今回,歯冠形状モデルには学生実習用4倍大石膏模型を元にして作成したソリッドモデルを用いた.バーチャルワックスアップシステムには,3次元感触デバイス(SensAble Technologies 社製 PHANToM DESKTOP)と専用の3次元CADソフト(同社製FreeForm Plus Ver.4.0)を用いた.バーチャルワックスアップは下顎右側第一大臼歯のソリッドモデルを3次元CADソフトに読み込み,歯冠部の咬合面を削除した後にドロップオンテクニックを想定して歯冠形態を回復した.
従来のマウスを用いた自由曲面のコントロールポイントの移動による曲面の変形と比較して,3次元感触デバイスを用いたバーチャルワックスアップでは,より直感的に盛り上げや彫刻ができた.
また,変形操作の途中でモデルに触って形状確認することにより,視覚的な曖昧さを排除することができるので,高い対話性のあるシステムが構築できた.