2022 Fiscal Year Research-status Report
Basic research on physical restraint immersive VR system
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21K11985
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
中村 壮亮 法政大学, 理工学部, 准教授 (20634695)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大谷 拓也 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (70777987)
望月 典樹 法政大学, 理工学部, 助手 (70823756)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ヒューマンインタフェース / 知能ロボティクス / バーチャルリアリティ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は身体固定型の没入型VRインタフェースである「Motion-less VR」に関するものであり、大きく4つのSTEPを踏みながら研究を進める計画を立てている。それぞれに関して取り組んだ結果を報告する。
STEP1：姿勢に応じたトルク変換による運動意図取得の精度向上 実身体で計測されたトルクをバーチャル身体へ本来入力しようとしたトルクへと変換することで運動性能の向上を図るものである。昨年度は肘関節においてそもそも変換を要するほどの差異がない事が示唆されたが、今年度はシミュレーションによって変換を要するほど差異の出る領域（姿勢）を特定し、STEP3の力学パラメータの個人適合と合わせて実験を行った所、トルク変換によるMotion-less VRの運動性能の改善が見られた。
STEP2：筋電センサを用いた運動予測による運動意図取得の遅延抑制 昨年度の段階では筋電センサの動作が不安定であり、遅延抑制の性能向上が誤差として埋もれてしまう状態にあった。そのため、取り付け位置や信号処理などの工夫によって筋電取得の見直しを行った。一定の改善が見られたため、来年度は本項目に関して本格的に実施する。
STEP3：力学モデルパラメータの個人適合の要否確認と適合手法の検討 軌跡と発揮トルクを記録する計測装置を作成し、最適化手法を適用してパラメータ（最適化を安定的に行うため、影響が大きいと推測されるものに限定）を推定した。そして、STEP1と併せて運動性能の評価実験を行う事で、一定の運動性能の改善を達成した。
STEP4：バーチャル環境とのインタラクションの実装と評価 こちらの項目に関しては、当初より来年度に本格実施する計画であった。その下準備として、これまで片腕であった装置を両腕に拡張した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
STEP1およびSTEP3に関しては計画通りに進んでいる。また、STEP2は予定よりもやや遅れているが、STEP4に関しては予定よりも早めに着手している。これらを踏まえて、総合的には予定通り進んでいると考えている。
来年度は最終年度のため、残課題を全て終えられるよう意欲的に取り組んでいきたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
当該年度の研究結果を受け、力学モデルパラメータの個人適合および姿勢に応じたトルク変換による運動意図取得の精度向上にある程度の見通しが立った。しかし、想定より大きな改善ではなかったため、今後も引き続き動力学シミュレーションの結果なども踏まえつつ、実機実験を通して手法の見直しを進めて行く。また、当初計画よりも進捗が遅れている筋電センサを用いた運動予測による遅延低減に関しては、加速する。具体的には、筋電センサの波形がある程度取得できるようになったためこれを運動シミュレーションのトリガとして活用する形で弱めの運動を開始させ、遅れて入力されるトルクセンサの値で追って補正をかけていく、といった形での運動シミュレーションを検討している。最後にここまでの機能を両腕装置に盛り込む形で、バーチャル環境とのインタラクションの一例として両腕で仮想物体を挟み込むような動作を実機検証する。
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| Causes of Carryover |
Covid-19の影響等もあり、特に国際学会発表の費用が発生しなかったことが主要因である。次年度に関しては現地での国際会議参加が可能な情勢であるため、今年度機会を逸した分も考慮してこれまでにも増して国際会議に積極参加することで、残金を消化する予定である。
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Research Products
(5 results)
