2020 Fiscal Year Annual Research Report
Emergent Cooperative Robot Control to Convert Examiner's Procedures, Experiences, and Senses
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18K18409
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| Research Institution | Numazu National College of Technology |
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Principal Investigator |
青木 悠祐 沼津工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (70584259)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 超音波診断支援ロボット / 協調動作 / 筋疲労解析 / ROS / プローブプランニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は超音波診断における医師や検査技師の手技・経験・感覚を変換する創発協調ロボット制御を確立することである．具体的には(i)超音波診断における検査者の手技・経験・感覚の計測，(ii)検査者の意図を再現する創発協調ロボット制御理論構築の2点を実施している．令和２年度は(i)(ii)について実施した.
まず，本研究では超音波診断時の筋疲労解析において新たな評価指標が必要であるということを示した．具体的には超音波診断におけるプローブ走査時の橈側手根屈筋の収縮強度に注目し，収縮強度30%MVC以下の場合にどのような筋疲労評価をすべきなのかを示し，収縮強度増減率による評価を提案した．これにより収縮強度30%MVC以下の動作が多い超音波診断においても筋疲労解析を行うことが可能となった．
次に，超音波診断における検査者負担軽減を目的としたシステムを提案した．新たに導入した7自由度マニピュレータを用いて，ROS(Robot Operating System)によるシミュレーション環境の構築を行い，プローブ走査手技再現およびロボットによるプローブ走査手技計測システムの精度検証を行った． ROSによるプローブ走査再現ではPVT制御により各関節の位置・速度を指令値とすることにより事前に記録したプローブ走査を再現することができた．また，ロボットによるプローブ走査手技計測システムではロボットの各関節角度から順運動学を解くことによりプローブの位置・姿勢を計測した．このシステムとハンドトラッキングモジュールによるMo-capとの比較を行い，システムの有用性を確認することができた．
最後に，人とロボットが協調動作を行いながら超音波プローブを走査した際の検査者負荷と協調制御パラメータの関係性を議論し，ロボットとの協調動作によって通常のプローブ走査時より検査者の負荷が軽減することを定量的に示した．
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