2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of soft structural robot hand and its application to human-body care services with the instruction of ambigous expressiogn of degree
| Project/Area Number |
16K01562
|
|---|
| Research Institution | Tohoku Gakuin University |
|---|
Principal Investigator |
梶川 伸哉 東北学院大学, 工学部, 教授 (80290691)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 触圧刺激 / 感覚量 / 剛性可変ハンド |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的はマッサージに適した柔らかいロボットハンドシステムの開発とそれを程度表現指示で制御し得るアルゴリズムの構築である。まず、ロボットハンドシステムでは、人体の各部の硬さの違いに対応できるよう関節および指先剛性を変えられるものを開発した。いずれも独自のアイディアに基づく機構であり、大きな剛性可変域を実現することができた。特に、指先機構については、人と同じような押し込み量に対する非線形な剛性特性を実現することができ、人体との接触において心地よさを提供できるものと期待できる。
次に、程度表現に対する押し込み制御アルゴリズムの構築であるが、こちらは、まず、各程度表現に応じて与える接触刺激（力、変位量、圧力等）の変化量と、その変化に対して得られる感覚量が固有の値を有するという仮定に基づき解析を行った。この感覚量は感覚刺激の比で定義したものであり、昨年度までの実験、解析から、接触圧により定義される感覚量が程度表現と関係するという推察結果を得た。今年度は、実際に接触面積を計測できる弾性指マッサージシステムを製作し、その面積計測値と接触力の計測から平均接触圧を求め、程度表現と感覚量の関係の解析を行った。また、触圧受容器の反応特性に対する他の先行研究の知見とも照らし合わせせた結果、各程度表現に対しては接触圧の増減比で定義する感覚量が適すること、また、各表現に対して、その値が一定値に収束する傾向を確認した。一方、触圧受容器の弁別域に満たない刺激の増加に対しては、感覚量が増大することも確認できた。
この解析結果を基に、程度表現指示→感覚量→目標接触圧という、指示に応じた目標値設定のモデルが構築できた。このモデルを用いた実験を通して、程度表現に対して適切な押し込みマッサージが実現できているかの評価を行うことが課題として残っている。
|
