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2008 Fiscal Year Annual Research Report

実世界ハプティクスに基づく人間支援理工学基盤技術の開発研究

Research Project

Project/Area Number 20226007
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

大西 公平  Keio University, 理工学部, 教授 (80137984)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森川 康英  慶應義塾大学, 医学部, 教授 (90124958)
小澤 壮治  藤田保健衛生大学, 医学部, 教授 (10169287)
大石 潔  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (40185187)
Keywords人間支援基礎理工学 / ハプティックアクチュエータ / 実時間ハプティクス / 触覚伝達 / 多自由度触覚システム / ロボットハンド / モード変換 / マルチラテラルシステム
Research Abstract

将来の高齢化社会および安心安全社会において、個人の行為そのものを支援する産業技術の発展が必要である。そして個人を行為と知覚に基づいて身体的に支援するためには、聴覚・視覚信号を人工的に再現するだけではなく、力覚・触覚信号を人工的に再現するデバイス技術の創出が不可欠であるため、実世界ハプティクスの発展が強く望まれている。人間支援理工学基盤創成のための実世界ハプティクス技術の開発研究において、本年度においては以下のような研究成果を得た。
1,二種類の5自由度10軸のマスタ・スレーブ同機構型ロボットハンドを開発した。ハプティックアクチュエータを実装することにより、ロボットの軽量化と摩擦の低減化を図り、従来の機構に比べて力覚伝達特性を向上させることに成功した。
2.FPGAを制御インタフェースとして用いたハプティックシステム間での触覚通信技術を開発し、多自由度触覚鉗子ロボットを用いた実験により有効性を確認した。さらに、通信遅延がマルチラテラル制御システムの力覚伝達特性にどのような影響を及ぼすかを検証するために、無線アドホックネットワークやインターネットを介して触覚情報を通信するシステム構築を行った。
3.人の複雑なタスク動作をハプティックシステムにより再現するための統一的なモード変換手法を提案した。この手法を拡張応用することで、複雑な運動学計算と触覚伝達比設計を同時に実現することが可能になると期待される。
4,個人の動作特徴を抽出・提示する基礎理論を確立した。次年度には、この理論を拡張応用することにより、個人のスキルに対する定量的評価手法を開発する予定である。

  • Research Products

    (32 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (25 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 作用力の方向性に基づいたハプティツク動作の抽出および提示の一手法2009

    • Author(s)
      兵頭翔洋, 大西公平
    • Journal Title

      電気学会産業応用部門誌 Vol. 129-D, No. 1

      Pages: 59-66

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 制御ケインズゲーリングを考慮したミクロマクロバイラテラル制御2009

    • Author(s)
      須佐繁, 下野誠通, 大西公平
    • Journal Title

      電気学会産業応用部門誌 Vol. 129-D, No. 2

      Pages: 150-157

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Haptic Motion Control for Physical Human Support2009

    • Author(s)
      Tomoyuki Shimono, Seiichiro Katsura, Kouhei Ohnishi
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering Vol. 4, No. 2

      Pages: 166-175

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Haptics for Medical Applications2009

    • Author(s)
      Kouhei Ohnishi, Tomoyuki Shimono, Kenji Natori
    • Journal Title

      Journal of Artificial Life and Robotics Vol. 13, No. 2

      Pages: 383-389

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Implementation of Bilateral Control System Based on Acceleration Control Using FPGA for Multi-DOF Haptic Endoscopic Surgery Robot2009

    • Author(s)
      Hiroyuki Tanaka, Kouhei Ohnishi, Hiroaki Nishi, Toshikazu Kawai, Yasuhide Morikawa, Soji Ozawa, Toshiharu Furukawa
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Industrial Electronics Vol. 56, No. 3

      Pages: 618-627

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stability Analysis and Practical Design Procedure of Time Delayed Control Systems With Communication Disturbance Observer2008

    • Author(s)
      Kenji Natori, Roberto Oboe, Kouhei Ohnishi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Industrial Informatics Vol. 4, No. 3

      Pages: 185-197

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 速度推定法を考慮した環境インピーダンス推定2009

    • Author(s)
      北村和也, 矢代大祐, 大西公平
    • Organizer
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      成蹊大学, 東京, 日本
    • Year and Date
      2009-03-10
  • [Presentation] スラストワイヤを用いたマスク・スレーブ同機構型ロボットハンドの開発2009

    • Author(s)
      鈴木祐介, 桑原央明, 佐藤正尭, 見上慧, 大西公平
    • Organizer
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      成蹊大学, 東京, 日本
    • Year and Date
      2009-03-10
  • [Presentation] Robust Time Delayed Control System without Time Delay Model Based on Communication Disturbance Observer2009

    • Author(s)
      Aryabhima A. Rahman, 名取賢二, 大西公平
    • Organizer
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      成蹊大学, 東京, 日本
    • Year and Date
      2009-03-09
  • [Presentation] 制御システムにおける時変むだ時間の影響に関する一考察2009

    • Author(s)
      名取賢二, 久保亮吾, 内村裕, 大西公平
    • Organizer
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      成蹊大学, 東京, 日本
    • Year and Date
      2009-03-09
  • [Presentation] ネットワークを介した力制御のためのPI制御器を用いた端末間フロー制御2009

    • Author(s)
      矢代大祐, 大西公平
    • Organizer
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      成蹊大学, 東京, 日本
    • Year and Date
      2009-03-09
  • [Presentation] モード空間抽出に基づく複数エンドエフェクタの一制御手法2009

    • Author(s)
      元井直樹, 久保亮吾, 大西公平
    • Organizer
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      成蹊大学, 東京, 日本
    • Year and Date
      2009-03-09
  • [Presentation] Network-Centric Bilateral Control Architecture for Ubiquitous Haptic Communications2009

    • Author(s)
      久保亮吾, 名取賢二, 大西公平
    • Organizer
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      成蹊大学, 東京, 日本
    • Year and Date
      2009-03-09
  • [Presentation] 通信遅延を考慮したモード空間の安定解析に基づいた4チャンネルバイラテラル制御の一設計法2009

    • Author(s)
      鈴木敦, 北村和也, 矢代大祐, 山口朗, 名取賢二, 大西公平
    • Organizer
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      成蹊大学, 東京, 日本
    • Year and Date
      2009-03-09
  • [Presentation] 双方向運動制御のリハビリテーション支援システムへの応用2009

    • Author(s)
      下野誠通, 桂誠一郎, 大西公平
    • Organizer
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      成蹊大学, 東京, 日本
    • Year and Date
      2009-03-09
  • [Presentation] 離散コサイン変換を用いたハプティックデータの非可逆圧縮とモーションコピーシステムへの応用2009

    • Author(s)
      田中裕之, 大西公平
    • Organizer
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      成蹊大学, 東京, 日本
    • Year and Date
      2009-03-09
  • [Presentation] モード仕事率の概念に基づく動作認識2009

    • Author(s)
      笠原佑介, 桑原央明, 佐藤正尭, 下野誠通, 大西公平
    • Organizer
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      成蹊大学, 東京, 日本
    • Year and Date
      2009-03-09
  • [Presentation] 個人の動作特徴に基づく動作指導システムの一構成法2009

    • Author(s)
      桑原央明, 大西公平
    • Organizer
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      成蹊大学, 東京, 日本
    • Year and Date
      2009-03-09
  • [Presentation] Haptics for Medical and Welfare Applications2009

    • Author(s)
      Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT 2009)
    • Place of Presentation
      Churchill, Victoria, Australia
    • Year and Date
      2009-02-11
  • [Presentation] Multirate Sampling Method for Bilateral Control with Communication Bandwidth Constraint2009

    • Author(s)
      Daisuke Yashiro, Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT 2009)
    • Place of Presentation
      Churchill, Victoria, Australia
    • Year and Date
      2009-02-11
  • [Presentation] An Analysis of the Impedance Perceived by An Operator in Multilateral Control System Under Constant Communication Time Delay2009

    • Author(s)
      Akira Yamaguchi, Kenji Natori, Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT 2009)
    • Place of Presentation
      Churchill, Victoria, Australia
    • Year and Date
      2009-02-11
  • [Presentation] Disturbance Decomposition of Time Delay System by shadow Robot Based on Network Disturbance Concept2009

    • Author(s)
      Aryabhima A. Rahman, Kenji Natori, Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT 2009)
    • Place of Presentation
      Churchill, Victoria, Australia
    • Year and Date
      2009-02-11
  • [Presentation] Estimation and Share of Environmental Impedance using Multiple Robots for Haptic Broadcasting2009

    • Author(s)
      Kazuya Kitamura, Daisuke Yashiro, Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT 2009)
    • Place of Presentation
      Churchill, Victoria, Australia
    • Year and Date
      2009-02-11
  • [Presentation] Parameter Design for ZMP Disturbance Observer of Biped Robot2008

    • Author(s)
      Tomoya Sato, Sho Sakaino, Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      The 34th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2008)
    • Place of Presentation
      Orlando, Florida, America
    • Year and Date
      2008-11-12
  • [Presentation] Three-Channel Micro-Macro Bilateral Control System with Scaling of Control Gains2008

    • Author(s)
      Shigeru Susa, Kenji Natori, Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      The 34th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2008)
    • Place of Presentation
      Orlando, Florida, America
    • Year and Date
      2008-11-12
  • [Presentation] Dynamical Abstraction of Nonlinear Environmental Information by Bilateral Control2008

    • Author(s)
      Takayoshi Takei, Tomoyuki Shimono, Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      The 34th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2008)
    • Place of Presentation
      Orlando, Florida, America
    • Year and Date
      2008-11-12
  • [Presentation] Bilateral Teleoperation System Taking Communication Blackout into Account2008

    • Author(s)
      Daisuke Yashiro, Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      The 34th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2008)
    • Place of Presentation
      Orlando, Florida, America
    • Year and Date
      2008-11-12
  • [Presentation] A Bilateral Teleoperation Method Using an Autonomous Control Based on DFT Modal Decomposition2008

    • Author(s)
      Keiichi Taguchi, Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      The 34th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2008)
    • Place of Presentation
      Orlando, Florida, America
    • Year and Date
      2008-11-11
  • [Presentation] Bilateral Control with Jitter Buffer under Time-Varying Communication Delay2008

    • Author(s)
      Daisuke Yashiro, Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      International Workshop on Vision, Communications and Circuits (IWVCC 2008)
    • Place of Presentation
      Xi'an Jiaotong University, Xian, China
    • Year and Date
      2008-11-02
  • [Presentation] Design of Bilateral Control System with Disturbance Observer Based on Hybrid Matrix2008

    • Author(s)
      Shigeru Susa, Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      International Workshop on Vision, Communications and Circuits (IWVCC 2008)
    • Place of Presentation
      Xi'an Jiaotong University, Xian, China
    • Year and Date
      2008-11-01
  • [Presentation] Telehaptics2008

    • Author(s)
      Kouhei Ohnishi
    • Organizer
      International Conference on Instrumentation, Control and Information Technology (SICEAnnual Conference 2008)
    • Place of Presentation
      Univ. of Electro-Communications, Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2008-08-22
  • [Remarks]

    • URL

      http://www-oml.sum.sd.keio.ac.jp/kaken-s.html

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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