2014 Fiscal Year Annual Research Report
多自由度システムエネルギー変換に基づく超微細行動空間基盤の構築
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24686037
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
桂 誠一郎 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (00401779)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | システムエネルギー変換 / 電気機器工学 / ハプティクス / 超身体 / 人間支援 / 超微細行動空間 / 電機統合システム / 力触覚 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、人間行動空間と超微細行動空間のインタフェースとなる多自由度ピコスケールハプティクス基盤を構築することを目的としている。具体的には、ピコスケールハプティクスに特化したシステムエネルギー変換技術の設計方法論を確立し、超微細行動空間からの力覚フィードバックに関する基本原理を明らかにすることを目標としており、本年度において次のような研究実績を得ることができた。
本年度は研究期間の最終年度であり、人間行動空間と超微細行動空間の結合性について操作性及び力覚再現性の観点から検討を行った。特に、力覚伝達スケーリングを導入し、人間行動空間・超微細行動空間に対して双方向のインタラクションをリアルタイムに提供可能な多自由度システムを試作した。その際、ピコスケールの信号を効率良く抽出するため、スケーリングに伴う量子化誤差についてマルチレベルデルタシグマ変調を用いた手法を新たに提案し、高い補償効果を有することを確認した。また、高いスケーリングを導入する際、アクチュエータへ印可する電流の飽和が避けられない問題となる。これに関してもスライディングモード制御を内包する制御器を導入することで、力スケーリング、位置スケーリングをそれぞれ10万倍まで増大させたマクロマイクロバイラテラル制御を構築することに成功した。
研究成果については、IEEE ICM2015ならびにIEEJ SAMCON2015等でスペシャルセッションを設け、国際的に研究成果を発信した。特にIEEJ SAMCONでは、微細環境のなぞり動作について実機展示を伴う発表を行い、成果を直接体験して頂く機会を得た。
以上のように、本研究の実施により人間の身体性のスケーリングに関するさまざまな知見を得ることができた。この知見は縮小方向だけでなく拡大方向にも応用が可能であり、今後身体性拡張に基づく行動支援への応用が期待される。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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