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2022 Fiscal Year Annual Research Report

A virtual reality environment capable of dexterous operation and texture presentation using a physical model of friction sliding

Research Project

Project/Area Number 20H04220
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

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)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三武 裕玄  明治大学, 総合数理学部, 専任准教授 (30613939)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
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
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、(A)部分滑りを再現できるLuGreモデルに静止摩擦の固着時間依存性を組み込んだ新たな摩擦モデルを構築し、(B)実物の摩擦振動と滑りの計測に基づいてパラメータ同定する。その上で、(C)部分滑りの提示装置とその制御手法を確立し、(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た。昨年度までに(A)を完了、(B)に着手、(D)を構築した。
最終年度である本年度は、(B)のパラメータ同定について、ケント紙とベークライトを含む数種の材質について摩擦振動と滑りの計測を含めて行った。一部の材質については摩擦モデルを離散化したシミュレションモデルの安定性に問題があり、妥当なパラメータを同定できなかった。また、(D)把持操作VR環境へのモデルの組み込みを行った所、モデルの離散化を工夫しないとシミュレーションの安定性を担保できないことがわかった。(C)部分滑りの提示装置については、より制作しやすくなるよう設計を修正した上で試作に着手した。
今後、Position based dynamicsなどの安定性が保証されたシミュレーションスキームを用いるため、摩擦モデルを拘束条件と拘束が働かない場合に生じるはずの変位の形に変形して、スキームに組み込むことを目指す。これにより、パラメータによらず安定な把持操作環境を実現し、摩擦モデルにより器用さが変化するかどうかを評価したい。また、材質感についも違いは感じられたので、安定性が保証されたモデルを用いてより広範囲のパラメータ同定を行い、より多くの材質について、実物との比較を行いたい。また、試作中の提示装置と組み合わせ、滑りの提示の効果を検証したい。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Implementation of Tension-Based Compact Necklace-Type Haptic Device Achieving Widespread Transmission of Low-Frequency Vibrations2022

    • Author(s)
      Yamazaki Yusuke、Mitake Hironori、Hasegawa Shoichi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Haptics

      Volume: 15 Pages: 535~546

    • DOI

      10.1109/TOH.2022.3176673

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Two-Finger Grasping Virtual Environment with Realistic Stick-Slip Vibration2022

    • Author(s)
      Sen Nakahara, Shoichi Hasegawa
    • Organizer
      Asia Haptics 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Handy Self-propelled Force Feedback Device2022

    • Author(s)
      Riho Taniguchi, Riho Taniguchi, Ayaka Fukasawa, Takumi Sato, and Shoichi Hasegawa
    • Organizer
      Asia Haptics 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 首両側面への音楽振動提示による音楽鑑賞体験の向上を伴うナビゲーション手法の提案2022

    • Author(s)
      山崎 勇祐, 長谷川 晶一
    • Organizer
      第27回バーチャルリアリティ学会大会
    • Invited
  • [Presentation] 固着滑りを精細に再現する力触覚レンダリングによる材質感提示2022

    • Author(s)
      中原 線, 長谷川 晶一
    • Organizer
      第27回バーチャルリアリティ学会大会
    • Invited

URL: 

Published: 2023-12-25  

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