2017 Fiscal Year Annual Research Report
皮膚変形モデルを用いた巧緻な両手多指操作を実現するワイヤ駆動型力触覚提示の研究
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26240028
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
佐藤 誠 首都大学東京, システムデザイン研究科, 特任教授 (50114872)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池井 寧 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (00202870)
赤羽 克仁 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (70500007)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ヒューマンインタフェース / バーチャルリアリティ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
VR世界における両手多指操作を実現するワイヤ駆動型力覚提示SPIDARと皮膚感覚提示を可能にする高精度力触覚提示デバイスの実現を目的とし研究を進めた。指先の皮膚モデルを計算機上でリアルタイムにシミュレーションし皮膚変形に基づく触覚提示を行うことでより巧緻な両手多指操作が可能な高精度ワイヤ駆動型力触覚提示装置の実現に向けて以下のとおり実施した。
・フレーム可動部の設計・開発を進めた。フレームを高速に回転できるアクチュエータの選定とバックラッシュの少ないハーモニックドライブを利用した減速機を選定した。その他デバイスの信号線の処理をスムースに行うためのスリップリングなどを活用した回転機構の設計を行った。
・フレーム可動部の制御方法の設計開発を行った。ユーザの５本の指先ができるだけ自由に動かすことができ、かつ十分な力覚を指先に提示できるようにフレームの姿勢を実時間制御する必要がある。このための姿勢制御アリコリズムの確立と制御システムの開発を行った。
・触覚提示部の制御方法の設計・開発を行った。両手多指操作時にユーザの指先に加わる繊細な触感を実現するために、高速かつ的確に触覚提示部のアクチュエータを制御する方法の確立を進め設計開発を行った。
・システムの統合・評価を行った。VR世界における両手多指操作環境の評価を行った。設計開発した力覚提示装置をUSBやインタフェースを介してVRシミュレーション用のPCと接続し評価を行った。
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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
フレーム可動部の姿勢制御アリゴリズムの確立と制御システムの開発が順調に進んでいる。さらに実時間でアクチュエータの制御方法を確立し設計開発が進んでいる。VR世界における両手多指操作の評価もおおむね順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の目的である、VR世界における両手多指操作を実現するワイヤ駆動型力覚提示SPIDARと指先の皮膚感覚提示を可能にする高精度力覚提示デバイスの実現に向けて、さらに設計開発を進める。具体的には、力覚提示装置が提示する皮膚感覚と固有受容感覚により物体の自然な操作が可能となることを評価により明らかにしていく。
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