2015 Fiscal Year Annual Research Report
口腔インタフェースとタクタイルフィードバックによる身体拡張(第３の腕)の研究
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25280077
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
橋本 周司 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60063806)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 真吾 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (50424809)
山口 友之 筑波大学, システム情報工学研究科(系), 助教 (50424825)
酒井 幸仁 福岡大学, 工学部, 准教授 (60409654)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | インタフェース / ロボットアーム / 第3の腕 / ハプティックフィードバック / HCI / ハプティックディスプレイ / 口腔インタフェース / 運動制限機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、身体運動に新たな自由度を付加して身体拡張を実現すること目的としている。以下が概要である。
１）操作インタフェース：新しい口腔インタフェースを開発して最終評価実験を行った。このインタフェースはイヤーマフ部、支持部、入力部の3つで構成されている。ユーザはイヤーマフを頭部に装着し、左耳側より伸びる支持部を口の前に固定する。舌尖動作を検出するための入力部は管状になっており、ユーザはこの管を口に咥え、舌尖で動かすことで操作する。管の姿勢変化を先端に取り付けられた9軸姿勢センサ(IMU)が検出する。また、頭部の姿勢変化を検出する別のIMUからの信号を参照して、ユーザの舌尖の動きを 分離認識し制御信号を得る。さらに、口腔内圧を検出による自由度の増加をはかった。
２）状態フィードバック：「第三の腕」となるロボットアームの動作状態を、ハプティックディスプレイを用いてユーザに提示する実験を行った。具体的には、2自由度のロボットアームを用いて、ユーザがハプティックディスプレイから提示された刺激を頼りに、１）両手が自由な状態でのロボットアームの操作、２）ハプティックディスプレイの提示した刺激からのロボットアーム姿勢の推定、３）ロボットアームによる物体運搬、でありいずれも予期の成果を得た。
３）人工アームマニピュレータ：弾性体の屈曲・復元運動を応用した張力制御アームマニピュレータのモデルを提案し、これに運動制限機構を組み合わせることで、重量を増加させることなく多自由度化する手法を検討してきたが、本年度は比較的低温で溶融するハンダを運動制限機構に用いることで、張力制御型の軽量マニピュレータを実現する見通しを得た。
４）総合試験：最後に口腔インタフェースとハプティックディスプレイを結合し、第３の腕としての総合実験を行い、両腕の自由度を保持したまま第３の人工腕を操作出来ることを確認した。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
研究紹介として、本研究関連では、１）運動制限機構を用いた軽量マニピュレータの開発
２）ボイスコイル型振動子を用いたハプティックディスプレイの開発、３）９軸姿勢センサを用いた口腔内インタフェース、を画像または映像で紹介している。（英文も同様）
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