2017 Fiscal Year Research-status Report
力覚を伴う操作が可能な実体験追求型MRの開発と実験教育への応用
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16K01060
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
竹村 淳 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20297617)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 教育支援システム / バーチャルリアリティ / 実験教育 / 電子回路 / ものづくり |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，電子回路やロボット製作などの「ものづくり」の能力を育てるための実験教育を，高能率に遂行することを可能にする新しい複合現実(MR)技術となる適応的実体験追求型MR (adaptive and experience-oriented mixed reality; AXMR)を開発することを目的とする。本研究で提案する技術は，以下(1)－(4)の全てを可能にする点において，将来の理工系分野の実験教育に必要な幅広い用途に活用できる点で，新規性と有用性を有している；(1) 準無装着型の実現－装着する機器がほとんどなく学習や実験を妨げない。(2) 生体情報に基づく力覚提示－裸眼で見た立体映像に対して実際に操作する体験ができる。(3) 利用環境への適応－利用者（学習者）の実験環境に適応することができる。(4) 利用者の要望への適応 －利用者の要望に応じて発展学習が可能となる。
平成２９年度の研究では，前年度の実時間立体映像処理の技術と力覚データベースの開発研究を発展させて，「(2) 生体情報に基づく力覚提示」の開発を行った。具体的には，筋電センサ付端末を，汎用の小型マイクロ・コントローラ（マイコン）に銀板電極を接続することにより，準無装着型の力覚提示デバイスを製作した。この力覚提示デバイスを，前年度の研究で開発したシステムに組み込むことによって，実験教育において利用者の妨げとなるような従来型の装置を装着することなく，手に力覚を伴う動作と同等の体験ができるシステムを構築した。以上の研究により，「(1) 準無装着型の実現」及び「(2) 生体情報の力覚提示」を実現するシステムを構築することができ，さらにその有用性を確認するための評価実験を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前術の「(2) 生体情報に基づく力覚提示」の開発研究において，準無装着型の力覚提示システムを製作し，さらにソフトウェア開発を行うことにより，その有用性を確認するための実験をほぼ計画どおりに進めることができている。また，構築したシステムの強度や安全性に関する問題が生じることが予想されていたが，回路基板や配線の固定方法を改善するなどの改良を行うことによりこれら問題点をほぼ解決しており，実用性の向上のための研究を順調に進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究で構築したシステムに，3Dスキャナによる立体データの取得する機能，及び3Dプリンタにより立体コンテンツから実体モデルを造形する機能を組み込むことによって，上記の「(3) 利用環境への適応」及び「(4) 利用者の要望への適応」を完成させるための研究を行う。3Dスキャナは，当初の計画どおりの機能を満たすように，利用者の妨げになることなく，必要とする立体形状データを素早く取得できるハンティタイプの機種を用意する。そして，3Dプリンタは無線で制御できる機種を採用し，筋電センサ付端末との無線通信を可能にして，提案システムの使いやすさを向上させる研究を行う。また，開発システムをコンピュータ・ネットワークに組み入れることによって，大人数の実験教育への対応を検討する。
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| Causes of Carryover |
(理由)
購入品の一部において，価格変更(値下げ)によりコストの節約ができ残額が生じた。
(使用計画)
成果発表(論文，国際学会) が当初の計画より増える見込みであるため，そのための英文校閲料及び掲載料に使用する。
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