2013 Fiscal Year Research-status Report
脳血流計測に基づくロボットハンドの制御方法及び装置
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25350689
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
筒井 博司 大阪工業大学, 工学部, 教授 (00351453)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 裕之 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (80338219)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ロボットハンド / 劣駆動 / 触覚センサ / 指紋 / 脳血流測定 / NIRS / BMI |
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| Research Abstract |
１．柔らかな触覚センサ
触覚センサを改良し，4個の空気圧センサと指紋を有するシリコーン樹脂製キャップなる柔らかな触覚センサを作成し，性能評価を行った．性能評価項目として（１）多方向からの押圧に対する角度特性，（２）滑り発生時の触覚センサ出力測定，（３）対象物体をなぞることによる物体表面のテクスチャの測定を行った．この結果をIEEEEMBC2014にて発表予定．
２．劣駆動制御ロボットハンド
1フィンガー1サーボモータによる3本指劣駆動制御ロボットハンドを作製し，触覚センサを搭載して把持実験を行った．触覚センサの閾値を変えることにより，柔らかい物体の適応的把持が可能となった．触覚センサに用いた複数の空気圧センサからの出力パターンを測定した結果，把持物体の形状を推定することの可能性が得られた．この結果をIEEEE MBC2013にて発表した．
３．NIRS-BMIによるロボットハンドの制御
NIRS(近赤外光による脳血流測定)10チャンネルでは脳の前頭前野の活動領域に限定されるため，当初22チャンネルにグレードアップを予定していたが，側頭葉領域の活動を計測するには頭髪による吸収が邪魔になることがわかり，16チャンネルにグレードアップを行い実験を開始した．複数のタスクに対する計測の結果，チャンネルの出力パターンに対応して変化することが分かり，各タスクに対するパターンマッチングが有効であるとの感触が得られた．
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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
１．指紋を有する柔らかな触覚センサに関してはセンサ単独の基本動作の評価を行い，よい結果を得た．制作面では歩留まりが悪く，改善が必要である．
２．ロボットハンドの作製においては，ワイヤを用いた1フィンガー1サーボモータによる劣駆動による物体の適応的把持を行うことができ，各種形状の物体把持時の触覚センサからの出力測定も順調に行うことができた．
３．NIRSを用いた脳血流測定実験において，事前に複数のタスク（読書，計算等）を用意して実験を行った結果．タスク開始数秒後に脳血流の増加が見られ，NIRS測定の有効性が得られた．しかし各タスクに対する安定な出力には至っていない．
４．NIRS信号のロボットハンドへの応用はこれからである．
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| Strategy for Future Research Activity |
各項目に関して，以下の内容を進める．
１．触覚センサ：触覚センサの安定な製作のための製作プロセスの改善を図る．
２．ロボットハンド：大きな物体の把持（握る），小さい物体の把持（つまむ）を両立できるロボットハンドの機構系の改良，および形状の異なる物体を把持した時の触覚センサ出力の解析を行う．
３．NIRS実験：各タスクに対するNIRSからの出力パターンを解析し，ロボットハンドのスイッチとして使用可能な複数のタスクの選択を行う．
４．NIRS信号を用いたロボットハンド制御：NIRS装置からの出力のリアルタイムPC読み取り技術の構築を行う．出力パターンを各種のスイッチに当てはめるパターンマッチングを行う．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
NIRS装置のチャンネル数を現行10チャンネルから22チャンネルにグレードアップする予算を計上していたが，まず16チャンネルに段階的にグレードアップを行い性能確認を行うこととしたため，当初予算の約半額を繰り越した．
平成25年度当初予算の約半額の繰越額1,000千円は，平成26年度にNIRS装置の当初予定の22チャンネルへのグレードアップに使用する．平成26年度は当初予定の物品費と国際会議発表の費用として2名分，合計800千円と繰越額1,000千円を合算し，1,800千円を使用計画とする．
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