2021 Fiscal Year Annual Research Report
A virtual reality environment capable of dexterous operation and texture presentation using a physical model of friction sliding
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20H04220
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
長谷川 晶一 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (10323833)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三武 裕玄 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (30613939)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ハプティックレンダリング / 摩擦モデル / LuGreモデル / 部分滑り / 把持操作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、(A)摩擦モデルを構築し、(B)摩擦振動と滑りの計測に基づいてパラメータ同定し、(C)部分滑りの提示装置とその制御手法を確立する。これらを(D)把持操作VR環境に組込み、(E)器用さと質感の評価を行うことを計画している。
2021年度は、昨年度実現したLuGreモデルに固着時間依存性を組み込み、これを用いたハプティックレンダリングを実現した。部分滑り、ヒステリシス特性、Stribeck効果、粘性摩擦に加えて、固着時間に応じた静止摩擦力の増加を再現できるため、摩擦時のスティックスリップの発生頻度がより現実に近づいたように見える。
(B)の計測のため、摩擦対象を固定する台に抗力と接線力を計測するための力センサを、手首、指先に加速度センサを取り付け、手首の変異をカメラで撮影しつつ計測する装置を作成した。一つの摩擦対象についてデータを取得し、固着時間依存性を組み込んだLuGreモデルのパラメータをCMA-ESを用いて同定することを試みたところ、物理的に妥当でないパラメータが求まる場合もあり、修正を続けている。
さらに、(D)の恥操作VR環境について、グリップに超小型の1軸力センサを2つ取り付け、合力から3指の把持力を求め、これを反映させた3指による把持操作VR環境を構築した。解析法の物理エンジンを把持対象の運動のシミュレーションだけでなく、提示力計算のためのバーチャルカップリングにも用いたため、安定した把持操作を実現することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究室での研究を行いにくい状況があったため、(C)の提示装置の試作が大幅に遅れている。また(B)の摩擦振動と滑りの計測も遅れたため、パラメータ同定を始めるのが遅れ、パラメータ同定を終えることができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
(C)の提示装置の試作については、装置の仕様、設計をより短期間で制作できる形に変更しつつ、(E)器用さと質感の評価を行うことができるように研究を進める。
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