2023 Fiscal Year Research-status Report
運動予測感覚と移動操作主体感に基づく直感的操作系の実現
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22K12209
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| Research Institution | Toyo University |
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Principal Investigator |
横田 祥 東洋大学, 理工学部, 教授 (40434386)
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2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 感覚行動システム / 主体感 / モビリティ / 操作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一体感を伴った直感的な移動機械の操作は，自身の意思通りに機械を動作させていると感じる主体感に大きく依存する．この主体感は，機械運動の予測と，実際の運動を知覚する感覚フィードバックにより構成される．特に搭乗型の移動機械の操作における主体感の度合を測るために，申請者が開発したPM（Personal Mobility）を利用する．本研究の目的は，一体感を伴った直感的操作を可能とするために，機械運動を身体感覚として予測する感覚モデルと実際の機械運動を知覚する感覚フィードバックの統合モデルを明らかにし，これを用いて，移動機械の操作の主体感の度合を測り，その度合を最大化する操作系を実現することにある．この目的を達成するために，本年度は次の事項①～③に取組んだ．
①全方向移動可能なPMにおける操作インタフェースの開発：メカナムホイール4輪で構成される全方向移動可能なPMに，立ち姿勢を保持する目的の腰掛スタンド（ステンレスパイプ製）を設置し，そこにかかる荷重と歪から身体動作を推定するシステムを設計した．このPMにより，身体動作と移動機械の状態を測定することができた．
②力覚フィードバックの方法の検討：移動機械の操作インタフェースは，前述の腰掛スタンドの他に，一般的なハンドル型やバータイプのインタフェースも候補となる．これらのインタフェースは，掌に伝わる力覚情報から，ユーザに機械の運動を伝達する．この力情報の生成とユーザが知覚する感覚を，掌に加える振動波形を変化し評価した．
③操作における主観的評価と定量的評価の関連性：手腕操作系における機械操作インタフェースの主観的な操作感と機械の運動の関係を実験的に調べた．その結果，主観的な操作感と移動機械の加速度が類似する傾向があることが認められた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
PM搭乗時の身体動作は計測可能とすることができが，一方で，計測した身体動作から，操作のための身体動作と運動予測による身体動作の分離に，時間を要している．現在は，身体動作を，主に，PMの搭乗面の重心動揺と，腰掛スタンドにかかる力と歪を基に測定している．したがって，問題の原因は，身体動作の計測を力情報のみに頼って行っているため，上体の姿勢変化まで詳細にとらえきれていない点にあると考えている．そのため，身体動作の上体の変位情報を測定し，現在の力情報の計測データに加えることで，問題を解決できるのではと考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
PM搭乗時の身体動作の上体姿勢を計測できるインタフェースを開発し，現在の力情報と統合することで，計測した身体動作から，予測による身体動作を抽出することを目指す．これにより，運動予測感覚を定量表現できると考えている．
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| Causes of Carryover |
筋電センサを利用し，身体動作を計測することを検討したが，微細な身体動作までは計測できないという結論に達したため，その購入を見送った．そのため，次年度使用額が生じた．現在，筋電センサに代わる身体動作の測定として，シートベルト型の身体動作の計測装置を設計中である．次年度使用額をこの装置の試作費に充て，研究を推進する予定である．
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