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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Human like tactile sensation using stage learning model on MEMS tactile sensor

Research Project

Project/Area Number 18H03314
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

野間 春生  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (00374108)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 東山 篤規  立命館大学, OIC総合研究機構, 教授 (00118001)
佐藤 克成  奈良女子大学, 生活環境科学系, 講師 (00708381)
北川 章夫  金沢大学, 電子情報通信学系, 教授 (10214785)
秋田 純一  金沢大学, 融合科学系, 教授 (10303265)
杉山 治  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40586038)
寒川 雅之  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (70403128)
松村 耕平  立命館大学, 情報理工学部, 准教授 (80629600)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords機械触覚 / 触覚識別モデル / 強化学習 / MEMS / 触覚センサ
Outline of Annual Research Achievements

本研究の最終年度はCOVID-19の影響で、2021年度まで延期した。ここでは2020年度と2021年度の実施内容について報告する。
研究課題 1:”強化学習による機械触覚による物体識別のためのなぞり動作の研究”として、野間,松村、杉山が担当し、ステージモデルの前段として全結合、1DCNN、RNN、LSTM、GRUによる物体識別を試み、さらにその結果を用いた 機械学習の研究を展開した。その結果、7種類の物体を対象とした物体識別については、GRUを用いる事で98%の識別結果を得た。一方で、この結果を用いた強化学習によるなぞり行動の学習での識別率向上は得られなかった。また、ステージモデルの中間層での出力結果に、研究課題4で得られた人の識別結果に類似する傾向を確認した。
研究課題 2:”機械触覚のための触覚センサアレイ研究”として、寒川、奥山が、触覚センサアレイの実装に関する研究を実施して、MEMS上の検知素子の設計を考察し、設計出力で従来の20倍の出力が得られる新しいセンサを開発した。また、従来問題となっていたセンサの実装について、フレキシブル基板を用いたセンサの実装と信号引き出しを研究し、強度面とノイズ面で実用的な実装を実現した。さらに、将来の多素子センサを見据えて、デジタル出力回路の試作と動作検証を行った。
研究課題 3:”ヒトの触覚認識モデルの研究”として、東山,佐藤がヒトのなぞりの分析の研究を実施し、機械触覚の学習に用いた同様の素材によるヒトの対象 物の素材判別実験を実施した。実験結果から、人による素材のグルーピングの結果と、その素材に関する感性評価軸の間に相関が認められた。この結果を、研究課題1で得られた機械学習の中間出力と合わせて考察し触知覚属性の考察に繋げた。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (26 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Presentation] 人を超える超小形触覚センサの開発と産業応用2022

    • Author(s)
      野間 春生
    • Organizer
      けいはんな共創の森イノベーション
  • [Presentation] MEMS 触覚センサを用いフォークの把持力に基づく食材判別へのリザバーコンピューティングの応用2022

    • Author(s)
      坪倉 奏太, 安藤 潤人, 北野 勝則, 野間 春生, 寒川 雅之, 秋田 純一
    • Organizer
      ハプティクス研究委員会第28回研究会
  • [Presentation] FPGAを用いたMEMS触覚センサのためのパルス密度変換器の開発2022

    • Author(s)
      齋藤 竜也, 青木雅典,安藤潤人,寒川雅之,秋田純一,野間春生
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2022
  • [Presentation] 科学的トレーニングのための足裏にかかる荷重計測システムの開発2022

    • Author(s)
      船橋 佑, 安藤潤人,野間春生
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2022
  • [Presentation] ヒトを模して、ヒトに迫る、MEMS触覚センサについて2022

    • Author(s)
      野間 春生
    • Organizer
      第218回センシング技術応用研究会定例研究例会
    • Invited
  • [Presentation] 触れるためのセンシンング技術:触覚センサの研究と実用化2022

    • Author(s)
      野間 春生、東輝明
    • Organizer
      2021年度第2回ナノメカニクス研究会
    • Invited
  • [Presentation] MEMS 触覚センサによる運動時の 靴底にかかる力の計測2021

    • Author(s)
      河内彪博, 岡田一志, 大井翔, 松村耕平, 寒川雅之, 野間春生
    • Organizer
      インタラクション2021
  • [Presentation] 接触部を交換可能としたMEMS触覚センサ2021

    • Author(s)
      川﨑 雄記,髙橋 佑司,安部 隆,野間 春生, 寒川 雅之
    • Organizer
      2021年電気学会全国大会
  • [Presentation] MEMS 触覚センサの校正処理手法の実装と評価2021

    • Author(s)
      河内 彪博、安藤 潤人、野間 春生、寒川 雅之
    • Organizer
      電気学会令和3年度E部門総合研究会
  • [Presentation] 触材を両手に挟んで擦り合わせたときに生じる触覚の次元―ALSCALを用いて―2021

    • Author(s)
      東山篤規、 野間春生
    • Organizer
      関西心理学会第132回大会
  • [Presentation] MEMS 触覚センサ向け機械学習のためのFPGA によるSNN パーセプトロン実装2021

    • Author(s)
      青木雅典, 土橋嬉真花,安藤潤人,寒川雅之,秋田純一,野間春生
    • Organizer
      第26回バーチャルリアリティ学会大会
  • [Presentation] MEMS触覚センサを用いたフォークによる食材刺突時の把持力に基づく食材判別2021

    • Author(s)
      坪倉奏太,柴田結衣,安藤潤,寒川雅之,渡邊淳司,野間春生
    • Organizer
      第26回バーチャルリアリティ学会大会
  • [Presentation] 接着剤を用いたMEMS触覚センサの接触部取り外し・交換可能化2021

    • Author(s)
      川崎雄記,安部隆,野間春生,寒川雅之
    • Organizer
      第38回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • [Presentation] 物理的・化学的耐久性を兼備するフッ素エラストマ積層コーティングPDMS封止カンチレバー型触覚センサ2021

    • Author(s)
      髙橋佑司,髙橋拓海,安部隆,野間春生,寒川雅之
    • Organizer
      第38回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • [Presentation] 端子部への負荷を軽減する FPC を用いた MEMS 触覚センサの実装2020

    • Author(s)
      岡田 一志、川田 智晴、 河内 彪博、大井 翔、 松村 耕平、 寒川 雅之、野間 春生
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
  • [Presentation] MEMS 触覚センサの温度変化による出力信号のドリフト特性の考察2020

    • Author(s)
      河内 彪博, 川田 智晴, 岡田 一志,寒川 雅之, 野間 春生
    • Organizer
      マイクロマシン・センサシステム研究会
  • [Presentation] エラストマ封止カンチレバー型触覚センサの繰返し耐久性評価2020

    • Author(s)
      髙橋 拓海, 安部 隆, 野間 春生, 寒川 雅之
    • Organizer
      第37回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • [Presentation] 布の触感評価に接触面積が与える影響2020

    • Author(s)
      真岡 明日香、佐藤 克成
    • Organizer
      第21回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • [Presentation] Improvement of durability of micro tactile sensor by protection of bonding-wire with UV curable resin2020

    • Author(s)
      Yuji TAKAHASHI, Takumi TAKAHASHI, Takashi ABE, Haruo NOMA, Masayuki SOHGAWA
    • Organizer
      Fifteenth International Conference on Motion and Vibration Control (MoViC 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 受動触と能動触の次元:多次元尺度法ALSCALを用いて2020

    • Author(s)
      東山篤規、野間春生、太田杏侑、山崎校
    • Organizer
      第46回(2020年)感覚代行シンポジウム
  • [Presentation] 触覚センサ2020

    • Author(s)
      野間 春生
    • Organizer
      センサイトWEBセミナー
    • Invited
  • [Presentation] MEMS触覚センサの実用化に向けて2020

    • Author(s)
      野間 春生
    • Organizer
      産学連携テックミーティング テックアライアンスウェビナー
    • Invited
  • [Book] VR/AR/MR技術の最新動向と応用事例2021

    • Author(s)
      野間 春生、寒川 雅之
    • Total Pages
      576
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      978-4-86104-850-0
  • [Remarks] MEMS-Sensor

    • URL

      https://www.mxdlab.net/research/mems-sensor

  • [Patent(Industrial Property Rights)] MEMSセンサ2021

    • Inventor(s)
      寒川雅之、野間 春生
    • Industrial Property Rights Holder
      新潟大学 立命館大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2021-118295
  • [Patent(Industrial Property Rights)] MEMSセンサ2021

    • Inventor(s)
      寒川雅之、野間 春生
    • Industrial Property Rights Holder
      新潟大学 立命館大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2022-030470

URL: 

Published: 2022-12-28  

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