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2019 Fiscal Year Annual Research Report

力触覚代替と動作代行を実現する足部装着型小型インターフェースの開発

Research Project

Project/Area Number 16H06079
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

野崎 貴裕  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (20734479)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywordsインピーダンス / 動作分解 / 力触覚代替 / 動作代行 / 遠隔操作
Outline of Annual Research Achievements

本研究では小型アクチュエータを搭載した足部インターフェースを開発し、知覚代替および動作代行の人工実現を達成する。これにより、従来は得ることのできなかった義手の力触覚を、健常な身体部位である足部に代替させ、身体機能を補完、力強さと繊細さを兼ね備え、かつ、環境適応性の高い動作を実現する。研究目的を確実に達成するため、本研究では四年間の研究期間を三つの小期間に分割。各期間に小目的を設定し研究を遂行する。また、各分野の専門家である研究協力者らとのディスカッションを適宜実施し、進捗状況や研究開発に関する客観的助言を得る。2019年度は機械的インピーダンスに着目した通信量削減手法を提案し、より通信負荷の少ない知覚代替および動作代行を実現した。高精度な知覚代替と動作代行を実現するためには短時間のサンプリング周期や高帯域の通信が必要であり、情報通信量の肥大化が課題となっていた。本アプローチでは、インピーダンス場に着目した新たな概念により、力次元の1変数のみを伝送することによって、従来手法に比べてデメリットなく、触覚に関する情報通信量が削減されることを確認した。さらに、位置・力センサレスな構成を実現するためステッピングモータの負荷角推定方式の検討を行うとともに、力センサを用いた接触点推定の方法を検討した。2019年度は本研究の最終年度であり、実証実験により有用性の確認を行った。最終的に、リハビリテーションへの応用の可能性が高いことが明らかとなり、低バックドライバビリティかつ高出力な機構への本技術の実装が今後の課題となった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Massachusetts Institute of Technology(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Massachusetts Institute of Technology
  • [Presentation] Power-based Restoration of Haptic Teleoperation from Communication Blackout2019

    • Author(s)
      Satoshi Hangai and Takahiro Nozaki
    • Organizer
      IEEE International Conference on Industrial Informatics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bandwidth Expansion of Bilateral Teleoperation Based on Synergy of Observer Gain and Velocity Feedback Gain2019

    • Author(s)
      Shuhei Shimmyo, Yuki Saito, Takahiro Nozaki, and Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      The 45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Controller Design Method of Bilateral Teleoperation for Velocity Control Driver2019

    • Author(s)
      Yuki Saito, Shuhei Shimmyo, Takahiro Nozaki, and Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      The 45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Continuously Variable Transmission by High-speed Path Switching of Linear Electro-hydrostatic Actuator2019

    • Author(s)
      Kei Sugihara, Takahiro Nozaki, and Toshiyuki Murakmai
    • Organizer
      The 45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Observer Structure Considering Reluctance Torque of IPMSM for Noise Resistance2019

    • Author(s)
      Yuki Yamada, Takahiro Nozaki, and Toshiyuki Murakmai
    • Organizer
      The 45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Extended T-Type Boost Inverter Using Switched Capacitors2019

    • Author(s)
      Tomoya Sugimoto, Takahiro Nozaki, and Toshiyuki Murakami
    • Organizer
      The 45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Extended T-Type Boost Inverter for Capacitance Reduction2019

    • Author(s)
      Tomoya Sugimoto, Takahiro Nozaki, and Toshiyuki Murakami
    • Organizer
      The 21st IEEE International Conference on Industrial Technology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Independent Drive of Multiple AC Motors Using Amplitude Modulation2019

    • Author(s)
      Yuki Yamada, Takahiro Nozaki, and Toshiyuki Murakami
    • Organizer
      The 21st IEEE International Conference on Industrial Technology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Visualization of Important Human Motion Feature Using Convolutional Neural Network2019

    • Author(s)
      Masashi Fukui, Genki Kokubun, and Takahiro Nozaki
    • Organizer
      The 21st IEEE International Conference on Industrial Technology
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 慶應義塾大学理工学部システムデザイン工学科野崎研究室

    • URL

      http://www.fha.sd.keio.ac.jp/jp/nozaki/nozaki.html

URL: 

Published: 2021-01-27  

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