2024 Fiscal Year Annual Research Report
示指と拇指による繊細な触動作であるつまみ触動作の計測とモデリング
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22K12104
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
池田 篤俊 近畿大学, 理工学部, 准教授 (20609903)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 触覚 / 指先 / 計測 / つまみ動作 / 作業スキル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、皮膚感覚の感度が高い身体部位の一つである指先を使ったつまみ動作による触動作に対して計測と解析を可能とするシステム構築を目的としており、初年度はつまみ触動作を計測するための新たな指腹部変形計測デバイスの開発を実施していた。２年目は、指腹部変形計測デバイスの計測部および固定部の設計を最適化し、伝達関数モデルによる指先力推定精度の向上を目的として研究を推進した。初年度に行った3Dスキャナを用いた指先変形解析のデータ解析を進めることにより、様々な指形状に対して指腹部変形特徴をヒートマップによって表現する手法を確立した。具体的には、指先にある爪溝を基準とし、指の厚み、太さおよび長さを正規化するための計測点を設定し、異なる指の形状・サイズのデータを一元的に比較することを可能とした。本手法によって、センサ配置をさらに最適なものにすることができ、デバイス設計を効率的に行うことが可能となった。また、センサ配置を最適化したことによって、伝達関数モデルによる指先力推定の精度向上も期待できる。
最終年度では、実際に釣りの仕掛けを作る際の指先力を計測し、熟練者と初心者の動作および指先力の違いについて解析した。指先力については、熟練者においては作業中に力の変動が少なくまた変動幅も一定であるという結果が得られた。この結果は、熟練者や作業管理者の主観的な評価ともよく一致しており、熟練者の作業スキルをデータとして計測できたと言える。
また、研究室での実験において指先力推定の精度検証を行い、再現度が80%程度であることを確認した。この結果は、当初の目標を下回っているが、キャリブレーション方法を改善することで精度向上させることが期待できる。
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