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触力覚情報の遠隔伝達のためのセンサ・ディスプレイ一体型デバイスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 08J10009
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 知覚情報処理・知能ロボティクス
研究機関東京大学

研究代表者

佐藤 克成  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2010年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2009年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2008年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード触力覚センサ / 触力覚ディスプレイ / テレイグジスタンス / 触力覚インタフェース
研究概要

本研究では、ロボットを用いた遠隔コミュニケーションにおいて、ヒトに触れ、触れられる触感を得られる触力覚デバイスの実現を目指す。触感の中でも特に"柔らかさ"と"温もり"に着目し、双方の触感を計測・提示できるセンサ・ディスプレイ一体型の触力覚デバイスを実現する。
本年度において取り組んだ課題は、主に3つ挙げられる。第1に、"柔らかさ"を伝達するための、力分布情報伝達システムの実装と評価である。前年度までに研究してきた、ヒト指と同等の形状と柔軟性を有する力ベクトル場センサと、力ベクトル場をバーチャルに再現可能な電気触覚ディスプレイの技術を用いて、ヒト指が直接モノに触れた状況を再現しながら機械的な指変形情報を伝達できるシステムを実現した。第2に、"柔らかさ"と同時に"温もり"情報を伝達するための、温度計測・提示手法の検討である。ヒト指と同等の柔軟性と温度を再現しながらデバイス表面の温度計測を可能とするために、温度によって色の変化する示温塗料を用いた光学式の温度計測手法を提案し、その計測精度を検証した。そして第3に、"柔らかさ"と"温もり"情報の同時伝達システムの構築である。指型の力ベクトル場センサと光学式の温度計測手法を組み合わせることで、ロボットに触られたヒトがロボット操縦者の触感を得ることができる、センサ・ディスプレイ一体型の触力覚デバイスを構築した。さらに構築したデバイスを用いて触力覚情報の伝達システムを実装し、構築したデバイスがロボットを用いた遠隔コミュニケーションにおいて有効であることを確認した。以上3つの研究課題の成果から、ロボットを用いた遠隔コミュニケーションのための"柔らかさ"と"温もり"の計測・提示を行える触力覚デバイスを実現した。

報告書

(3件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2011 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (31件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 指型GelForceと電気触覚ディスプレイを用いた分布触覚情報伝達システム2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤克成, 舘障
    • 雑誌名

      ヒューマンインタフェース学会論文誌

      巻: Vol.12 ページ: 55-62

    • NAID

      10026354918

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finger-Shaped GelForce : Sensor for Measuring Surface Traction Fields for Robotic H2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sato, K.Kamiyama, N.Kawakami, S.Tachi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics Vol.3, No.1

      ページ: 37-47

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Vision-based Cutaneous Sensor to Measure Both Tactile and Thermal Information for Telexistence2011

    • 著者名/発表者名
      Katsunari Sato
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Virtual Reality Innovations (ISVRI 2011)
    • 発表場所
      Singapore Convention Center (Singapore)
    • 年月日
      2011-03-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有限要素法を用いた受容器応答推定に基づく経皮電気刺激の信号設計2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤克成
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会 第6回力触覚の提示と計算研究会
    • 発表場所
      慶應大学協生館(横浜)
    • 年月日
      2011-03-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 示温塗料とカメラを用いた指型温度センサの評価2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤克成
    • 学会等名
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会(SI2011)
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス(仙台)
    • 年月日
      2010-12-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有限要素法を用いた受容器応答推定に基づく経皮電気刺激の信号設計2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤克成
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会 第5回力触覚の提示と計算研究会
    • 発表場所
      東北大学片平さくらホール(仙台)
    • 年月日
      2010-11-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 触感センサにおける示温塗料とカメラを用いた温度計測2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤克成
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第15回大会
    • 発表場所
      金沢工業大学(金沢)
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Transmission System for Spatially Distributed Tactile Information2010

    • 著者名/発表者名
      Katsunari Sato
    • 学会等名
      EuroHaptics 2010
    • 発表場所
      VU University (Amsterdam, Netherlands)
    • 年月日
      2010-07-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 経皮電気刺激による接線力提示のための触覚受容器応答の有限要素法による推定2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤克成
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec2010)
    • 発表場所
      旭川大雪アリーナ(旭川)
    • 年月日
      2010-06-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Design of Electrotactile Stimulation to Represent Distribution of Force Vectors2010

    • 著者名/発表者名
      Katsunari Sato, Susumu Tach
    • 学会等名
      IEEE Haptics Symposium 2010
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2010-03-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Colorful Touch Palette : 視触覚テクスチャデザインシステム2010

    • 著者名/発表者名
      廣部祐樹, 黒木忍, 佐藤克成, 南澤孝太, 川上直樹, 舘〓
    • 学会等名
      インタラクション2010
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] FlexTorque : Innovative haptic interface for realistic physical interaction in Virtual Re2009

    • 著者名/発表者名
      D.Tsetserukou, K.Sato, A.Neviarouskaya, N.Kawakami, S.Tachi
    • 学会等名
      in Proc.Int.Conf.on Computer Graphics and Interactive Technologies(ACM SIGGRAPH Asia 2009)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-12-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 硬さ識別におけるpseudo-hapticの影響2009

    • 著者名/発表者名
      立薗真理, 佐藤克成, 黒木忍, 南澤孝太, 川上直樹, 舘〓
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第14回大会論文抄録集
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-09-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 指先の皮膚表面における力ベクトルの角度知覚精度2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤克成, 川上直樹, 舘〓
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第14回大会論文抄録集
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-09-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Colorful Touch Palette : 触覚テクスチャを提示する視触覚描画システム2009

    • 著者名/発表者名
      廣部祐樹, 黒木忍, 佐藤克成, 南澤孝太, 川上直樹, 舘〓
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第14回大会論文抄録集
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] FlexTorque and FlexTensor : A Novel Wearable Haptic Displays for Realistic and High Fidelity Physical Interaction in Virtual Environment and Teleoperator Systems2009

    • 著者名/発表者名
      Tsetserukoudzmitry, 佐藤克成, 川上直樹, 舘〓
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第14回大会論文抄録集
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] テレイグジスタンスの研究(第59報)Flexible Sensor Tubeを用いた空圧アームの遠隔操作2009

    • 著者名/発表者名
      竹下圭祐, 佐藤克成, 南澤孝太, 渡邊孝一, 新居英明, 川上直樹, 舘〓, 和田音志, 田中徹, 上田明寿
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第14回大会論文抄録集
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Effect of haptic feedback on pseudo-haptic feedback for arm display2009

    • 著者名/発表者名
      M.Tatezono, K.Sato, S.Kuroki, K.Minamizawa, H.Nii, N.Kawakami, S.Tachi
    • 学会等名
      ICROS-SICE International Joint Conference 2009(ICCAS-SICE 2009)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2009-08-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Perception of Finger Angle Position in Grip-type Haptic Display based on Grasping F2009

    • 著者名/発表者名
      Katsunari Sato, Naoki, Kawakami, Susumu Tachi
    • 学会等名
      ICROS-SICE International Joint Conference 2009(ICCAS-SICE 2009)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2009-08-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 指固定状態における筋活動と力知覚の関連性2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤克成, 川上直樹, 舘〓
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec2009)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2009-05-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] FlexTorque : a Novel Wearable Haptic Interface for Telexistence2009

    • 著者名/発表者名
      D.Tsetserukou, K.Sato, N.Kawakami, S.Tachi
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec2009)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2009-05-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Development of Grip-type Master Hand "MeisterGRIP"2009

    • 著者名/発表者名
      Katsunari Sato, Shuji Komeiji, Naoki Kawakami, Susumu Tachi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation(ICRA)2009
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2009-05-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] カベクトル分布情報に基づく物体の形状変化の識別2008

    • 著者名/発表者名
      佐藤克成, 神山和人, 新居英明, 川上直樹, 舘〓
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec2008)
    • 発表場所
      長野
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 可動入力面を持つ光学式力ベクトル場センサの基礎検討2008

    • 著者名/発表者名
      城堅誠, 筧康明, 南澤孝太, 佐藤克成, 新居英明, 川上直樹, 舘〓
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomc2008)
    • 発表場所
      長野
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 「握り具合」を入力とする円筒型インタフェースの開発2008

    • 著者名/発表者名
      古明地秀治, 佐藤克成, 南澤孝太, 新居英明, 川上直樹, 舘〓
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec2008)
    • 発表場所
      長野
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Electrotactile Stimulation based on Strain Energy Density of the Fingertip2008

    • 著者名/発表者名
      Katsunari Sato, Hideaki Nii, Naoki, Kawakami, Susumu Tachi
    • 学会等名
      EuroHaptics International Conference 2008
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] MeisterGRIP : Cylindrical interface for intuitional robot operation2008

    • 著者名/発表者名
      Shuji Komeiji, Katsunari Sato, Kouta Minamizawa, Naoki Kawakami, Susumu Tachi
    • 学会等名
      ACM SIGGRAPH 2008
    • 発表場所
      Los Angeles, USA
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ForceTile : Tabletop Tangible Interface with Vision-based Force Distribution Sensing2008

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Kakehi, Kensei Jo, Katsunari Sato, Kouta Minamizawa, Hideaki Nii, Naoki Kawakami, Susumu Tach
    • 学会等名
      ACM SIGGRAPH 2008
    • 発表場所
      Los Angeles, USA
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] MeisterGRIP:ロボット操作のための円筒型インタフェース2008

    • 著者名/発表者名
      古明地秀治, 佐藤克成, 立薗真理, 南澤孝太, 新居英明, 川上直樹, 舘〓
    • 学会等名
      インタラクティブ東京2008
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ForceTile2008

    • 著者名/発表者名
      筧康明, 城堅誠, 佐藤克成, 南澤孝太, 新居英明, 川上直樹, 苗村健, 舘〓
    • 学会等名
      インタラクティブ東京2008
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] テレイグジスタンスの研究(第57報)-簡易型マスタシステム"MeisterGRIP"の設計2008

    • 著者名/発表者名
      古明地秀治, 佐藤克成, 南澤孝太, 新居英明, 川上直樹, 舘〓
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第13回大会論文集
    • 発表場所
      奈良
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] テレイグジスタンスの研究(第58報)-MeisterGRIPにおけるアーム操作系2008

    • 著者名/発表者名
      立薗真理, 古明地秀治, 佐藤克成, 南澤孝太, 新居英明, 川上直樹, 舘〓
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第13回大会論文集
    • 発表場所
      奈良
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Force Vector Field of Robotic Finger using Vision-based Haptic Sensor2008

    • 著者名/発表者名
      Katsunari Sato, Kazuto Kamiyama, Hideaki Nii, Naoki, Kawakami, Susumu Tachi
    • 学会等名
      Intelligent Robotics and Systems(IROS) 2008
    • 発表場所
      Nice, France
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 入力インタフェース2008

    • 発明者名
      川上直樹, 舘〓, 佐藤克成, 古明地秀治, 南澤孝太
    • 権利者名
      国立大学法人東京大学
    • 産業財産権番号
      2008-137521
    • 出願年月日
      2008-05-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 光学式触覚センサ2008

    • 発明者名
      川上直樹, 舘〓, 南澤孝太, 城堅誠, 筧康明, 佐藤克成
    • 権利者名
      国立大学法人東京大学
    • 産業財産権番号
      2008-014018
    • 出願年月日
      2008-05-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2024-03-26  

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