2013 Fiscal Year Research-status Report
分数階微積分モデルの感覚情報フィードバックによる小型船舶用操舵支援システムの構築
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25350487
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Nagaoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
池田 富士雄 長岡工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (30353337)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
外山 茂浩 長岡工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60342507)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分数階微積分 / 小型船舶 / エキスパートパイロット / 操船シミュレータ / ビギナーパイロット / ３Ｄ加振テーブル |
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| Research Abstract |
一般に自動車では、運転者は主に視覚、筋肉刺激、運動刺激の3種類の情報を得て操縦できる。その一方、船舶では、操縦者は視覚情報のみで操縦しており、それ以外のフィードバック情報が著しく乏しい。このことは、経験の浅い操船者（ビギナーパイロット）が船舶の操船事故を引き起こす主要因の一つとなっている。そこで本研究では、ビギナーパイロットによる操船事故を減らすため、分数階微分の理論により熟練操船者（エキスパートパイロット）の操舵モデルを求め、操舵シミュレータと3D加振テーブルによって、パイロットへ感覚情報を支援するシステムを構築することを目的としている。
上記の目的を達成するため、1つ目に、支援システムにおいて要求される性能を精査し、必要とする機器の調査を行った。このため研究協力者らと必要に応じて要求仕様の打ち合わせを行い、支援システム環境の妥当性や実現における問題点を抽出した。
つづいて2つ目に、想定される要求性能を基に、操舵シミュレータの再設計と追加製作、および3D加振テーブルの設計・製作を行った。設置スペースに限りのある実船での実装を念頭に置き、操舵シミュレータと統合が可能な機構の導入可能性を十分に検討した。
以上の実施内容と並行して、予備実験の結果を踏まえ、感覚情報をフィードバックできる操舵シミュレータを用いて、数名の被験者による操舵実験を行った。これにより人間の操作を含むデータを取得し、操縦および船舶挙動の解析を行った。
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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
設置スペースに限りのある実船での実装を念頭に置き、操舵シミュレータと統合が可能な機構の構築の導入可能性を十分検討できたこと、また感覚情報をフィードバックできる操舵シミュレータを用いて、数名の被験者による操舵実験を行えたことから、研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
1年目に予定していた3D加振テーブルの設計・製作がやや遅れている。要求仕様と予測される実機の性能との差を埋めるべく、機構の簡素化や再設計を図るなど、研究代表者が所属する長岡高専の技術協力会と情報交換を重ね、当初の計画通り2年目後半に予定しているハードウェア試作機の製作に間に合うよう、加振テーブルの設計・製作のペースを向上させる。
また、研究代表者も委員の一人として活動している「運動と振動の制御に関する人間中心設計」研究分科会委員（日本機械学会P-SCD375研究分科会）などに参加し、関連研究者と意見交換を行いながら、常に研究方針、研究手法を検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初予定していた3D加振テーブルの設計が遅れ、製作のための仕様が完了しなかったため、一部の物品で翌年度に購入する必要が生じたため。
3D加振テーブルの設計が完了でき次第、製作予定の試作機のための物品を購入する。
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