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Application of a fractional derivative for a virtual coupling in haptic interface

Research Project

Project/Area Number 15K00266
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Human interface and interaction
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

Kawai Masayuki  福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (00334805)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2016: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsバーチャルリアリティ / 力触覚提示 / 非整数階微分 / バーチャルカップリング / 力覚提示 / 人工現実感 / 受動性
Outline of Final Research Achievements

This research proposed and discussed a method using a virtual coupling (VC) with fractional derivatives for a haptic interface in a virtual reality system. In this method, the VC uses fractional derivatives instead of a virtual damper that is generally used in a VC. This research derived property of passivity for various approximation methods of a fractional derivative first, then showed that the VC with fractional derivatives can stably display a virtual environment with harder stiffness. It also showed the conditions of a fractional derivative for operators to feel harder surface in a tapping task.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] FIR型非整数階微分VCにおける硬さ知覚の定量化の検討2018

    • Author(s)
      橋詰直樹、川井昌之
    • Organizer
      第47回日本機械学会学生員卒研発表講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] IIR型非整数階微分VCにおけるタッピングの硬さ感覚の実験的評価2018

    • Author(s)
      南翔太、川井昌之、山岸卓也、橋詰直樹
    • Organizer
      第55期 日本機械学会北陸信越支部講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] FIR型非整数階微分VCのタッピング実験と解析解との比較2018

    • Author(s)
      橋詰直樹、川井昌之
    • Organizer
      日本VR学会ハプティクス研究委員会第20回研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] FIR型非整数階微分VCの硬さ評価実験と微分方程式解の比較2018

    • Author(s)
      橋詰直樹、川井昌之
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 非整数階微分を用いた力覚提示におけるサンプリング間隔変動の影響の実験的評価2017

    • Author(s)
      鈴木彰馬、川井昌之、山岸卓矢
    • Organizer
      電気学会知覚情報研究会
    • Place of Presentation
      東京農工大
    • Year and Date
      2017-03-27
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] タッピングでの硬さ感覚を用いたFIR型非整数階微分VCの考察2017

    • Author(s)
      南翔太、川井昌之、杉本裕樹、山岸卓矢
    • Organizer
      電気学会知覚情報研究会
    • Place of Presentation
      東京農工大
    • Year and Date
      2017-03-27
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] IIR型近似による非整数階微分を用いたVCの動物体に対する有効性2017

    • Author(s)
      南翔太、川井昌之
    • Organizer
      日本機械学会 北陸信越支部 第46回学生員卒業研究発表会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2017-03-08
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 非整数階微分を用いた力覚提示におけるサンプリング間隔変動の影響2017

    • Author(s)
      鈴木彰馬、川井昌之、山岸卓矢
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Optimal passivity design of a virtual coupling Including FIR-type fractional derivatives for a haptic interface2017

    • Author(s)
      Masayuki Kawai, Takuya Yamagishi and Shouta Minami
    • Organizer
      IJCAET&ISAMPE2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] FIR型非整数階微分VCのタッピングにおける硬さ感覚の実験的評価2017

    • Author(s)
      川井 昌之、南 翔太、山岸 卓矢
    • Organizer
      第22回日本VR学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] VCで利用する非整数階微分項の各種IIR型近似の比較2016

    • Author(s)
      山岸卓矢、川井昌之、杉本裕樹、南翔太
    • Organizer
      SI2016
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-12-17
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 複数の非整数階微分を用いたVC の係数/ 階数同時最適化2016

    • Author(s)
      山岸卓矢、川井昌之、杉本裕樹
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-06-09
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] FIR型非整数階微分VCの係数/階数最適化を用いた受動性設計2015

    • Author(s)
      山岸卓矢 川井昌之 杉本裕樹
    • Organizer
      SI2015
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2015-12-14
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] FIR型非整数階微分VCの階数最適化に関する考察2015

    • Author(s)
      杉本裕樹 川井昌之 山岸卓矢
    • Organizer
      日本VR学会 力触覚の提示と計算研究会 第16回研究会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀県・草津市)
    • Year and Date
      2015-11-25
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] FIR型非整数階微分を用いたバーチャルカップリングの階数最適化2015

    • Author(s)
      川井昌之 杉本裕樹 山岸卓矢
    • Organizer
      第20回バーチャルリアリティ学会大会
    • Place of Presentation
      芝浦工大(東京都・江東区)
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] FIR型非整数階微分の線形結合を用いた力覚提示のバーチャルカップリングの設計と実験2015

    • Author(s)
      杉本裕樹 川井昌之 小畠聖平
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • Place of Presentation
      みやこめっせ(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2015-05-18
    • Related Report
      2015 Research-status Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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