2015 Fiscal Year Annual Research Report
能動触知覚の原因現象解明とモデル化による内部構造と材質のバーチャルリアリティ
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26280072
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
長谷川 晶一 東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (10323833)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三武 裕玄 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (30613939)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 弾性体シミュレーション / 柔軟変形 / 力覚レンダリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
柔軟変形シミュレーション手法として着目していた、Oriented Particleという映像表現で用いられる手法の物理的な意味を解明することができた。この手法はShape Matchingと呼ばれる幾何的な手続きにより変形を計算する。各手続きに対応する物体運動とそれを引き起こすための物理的な構造を検討したところ、極分解を静力学的な釣り合いと考えることで、Oriented Particleを特殊な構造の物理シミュレーションだと解釈できることが分かった。
さらに、一般の場合を考えることで、連続体の変形シミュレーションに対応する手続きを解明し、ポアソン比や非等法なヤング率の材質をシミュレーションできるようShape Matchingを拡張できることが分かった。この拡張を洗練することで、弾性体の変形シミュレーションを従来より高速に行うことができると考えられるため、検討を続けている。剛性行列を作成せずに、有限要素法の四面体の剛性を拘束条件として連立させて解く手法が2014年に提案されており、Shape Matchingと変わらない高速性を持つとされているが、この手法以上の高速化が達成できる可能性もあると考えている。
柔軟変形シミュレーションと力覚インタフェースを接続するための力覚レンダリングについて、従来はバーチャルカップリングを用いてきたが、シミュレーション対象が柔らかい場合などに不安定化する問題があった。Oriented Particleにバーチャルカップリングを組み込むことで、力覚レンダリングを安定化できる可能性があることが分かった。現在、安定性の評価など発表の準備を進めている。
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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
今期は変形モデルに集中したため、振動の発生と伝播の計測とモデル化については遅れているが、変形シミュレーションモデルに想定以上の進展があり、大きな成果も期待できるので、変形シミュレーションモデルに集中して研究を進めている。
変形モデルの計算の高速化により、当初は別のモデルを用いる予定であった振動の発生と伝播のモデルについても、変形モデルをそのまま利用できる可能性もある。
以上を勘案すると、計画通りではないが、おおむね順調に進展していると考えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、変形モデルの提案を急ぐ。現在、我々の提案手法と2014年に提案された手法との実装を急いでおり、速度と精度、安定性の比較を進め、弾性体シミュレーションの新規手法として提案したいと考えている。
また、これを力触覚に応用する研究を進めたいと考えている。
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