2007 Fiscal Year Annual Research Report
人間の力感覚メカニズムの解明と力感覚通信の実現可能性について
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18300073
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
薮田 哲郎 Yokohama National University, 大学院・工学研究院, 教授 (30323926)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黄 健 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 特別研究教員 (10282956)
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| Keywords | 力感覚 / ハプティックインタフェース / コミュニケーション / バーチャルリアリティ / 触知覚メカニズム |
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| Research Abstract |
本研究は、ハプティックインタフェース(力感覚提示装置)を用いたバーチャルリアリティ技術(VR)を活用して、力感覚メカニズムの解明と遠隔力感覚通信の実現性について検討したものである。本研究の特徴は、VR技術の特徴を活かして多様な環境条件の構築が可能なこと、同時に被験者の実験データを容易に取得できるので、従来の自然環境では実現できない実験条件で力感覚メカニズム無に切り込んだことである。力感覚メカニズムについては、昨年度は、手の運動が加わった場合の力感覚の問題に着手し、本年度は、その全体像を解明をすすめた。具体的な研究成果としては、手の運動の影響は力の弁別閾を劣化させ、さらに把持対象物の時間的な重量変化率は感度特性を鋭くする傾向にあることを明らかにした。また、手の運動につては、静的および動的の差、対象物については、時間的重量変化率の有無の要因を用いて、非常にきれいな形で力感覚を整理出来ることを明らかにした。応用分野の遠隔力感覚通信システムについては、前課題で指と手の運動要素も重要であることが明らかになったので、前年度、新たに可動範囲の大きいハプティックインタフェースを構築し、そのシステムを用いて研究を進めた。具体的な研究成果としては、位置情報から連続的に、その配分率を変化させながら力情報のフィードバックループに移行できる制御系を構築し、力感覚通信における位置情報と力情報の意味づけを解明した。当初の予想を覆し、力情報のみでは力感覚は実現できず、操作端末で反力を発生させるための位置情報も必要で、位置と力のハイブリッド制御が必須であることを解明した。
さらに力情報の関連研究として、ヒューマノイドの関節モータ電流から関節トルクを推定することで近似ZMPを求め、この近似ZMPを用いて重力方向が変化する環境下での直立安定性を力センサーなしで実現した。
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