2019 Fiscal Year Research-status Report
腱構造を用いた内骨格型力覚提示システムに関する研究
| Project/Area Number |
18K13724
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
白藤 翔平 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (80779330)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | ウェアラブルデバイス / 関節角度推定 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、人の指の上に腱状の構造を配置し、装着者の骨格をリンク系として直接駆動ことで、従来のリンク機構を用いた装置に比べ、非常にコンパクトな装置の開発を目指している。これを実現するため、（A）手の各関節に力を提示るには、腱をどのように手の表面に配置するか、（B）個人ごとに異なる手のパラメータをどのように同定するか、（C）同定されたパラメータをもとにどのように制御をおこなうかという問題に取り組んでいる。本年度は、昨年度に引き続き（B）の問題に取り組んだ。関節と腱の変位との間の関係を記述するヤコビ行列は、腱（ワイヤ）と関節軸の間の距離（モーメントアーム）によって構成される。モーメントアームを同定するには、装着者の手が動いた際の関節角変化と腱の移動を同時に計測すればよいが、関節角は、装着者の関節軸の位置が不明な状況で推定しなければならない。しかし、従来の方法では正確な関節角を計測するのは困難である。そこで、昨年度には、指の関節上に一定の厚みをもった薄いベルト状の柔軟材料を重ね、指の屈曲にともなう、ベルトの上下面での相対的な位置変化を計測することで、正確な関節角度を推定する方法を提案した。本年度には、この方法に基づく指関節角度の計測装置の開発を進め、提案手法におけるベルトの配置と構造を工夫することで、示指の矢状面内の3関節の角度をの誤差5度以下での計測を実現した。来年度には、上述の(A)に対応する装置の開発をおこない、本年度に開発した装置と合わせることで、力覚を提示する際に必要となる、関節角度と腱の移動距離との間の関係の導出を装着者ごとにおこなう手法を提案する。また、これと同時に（C）の制御則についても検討をおこなう。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要に記述した研究実施計画の項目(A)装置の腱配置の決定、(B)関節角度と腱の移動距離との間の関係の計測、(C)制御手法の提案のうち(B)が完了し、必要な計測技術部分が完成したことから、おおむね順調に進展していると言える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
指関節を腱で駆動する際の、手の表面における腱の最適な配置を求めるとともに、本年度の指関節角度の計測技術と合わせることで、力覚を提示する際に必要となる、関節角度と腱の移動距離との間の関係の導出を装着者ごとにおこなう手法を提案する。また、これと同時に指関節を腱で駆動する際の制御則についても検討をおこなう。
|
