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小型汎用高性能6自由度ハプティックインタフェースの開発

研究課題

研究課題/領域番号 11555067
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東北大学

研究代表者

内山 勝  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30125504)

研究分担者 KHALID Munawar  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50333852)
妻木 勇一  弘前大学, 理工学部, 助教授 (50270814)
近野 敦  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90250688)
尹 祐根  産業技術総合研究所, 研究員 (40312615)
阿部 幸勇  東北大学, 大学院・工学研究科, 教務職員 (80261600)
YOON Woo-keun  The National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Intelligent Systems Institute, Research Scientist
梅津 真弓  (株)安川電機, 基礎研究所, 研究員(研究職)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
12,200千円 (直接経費: 12,200千円)
2001年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2000年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1999年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
キーワードハプティックインタフェース / パラレル機構 / 剛性 / 最適設計 / 力提示 / バーチャルリアリティ / テレオペレーション / 宇宙遠隔操作 / 6自由度機構 / テレロボティクス / 力覚ディスプレイ / マスタアーム / パラレルメカニズム / 臨場感 / 力提示デバイス / フォースディスプレイ
研究概要

本研究の目的は、高い汎用性を持つ小型高性能なハプティックインタフェースの開発及びその応用である。具体的には、小さな設置面積、広い作業領域、高い応答帯域を実現する6自由度のハプティックインタフェースと様々な計算機に容易に接続可能な汎用性の高い制御装置の実現、及びこのハプティックインタフェースの宇宙遠隔操作への応用である。本研究の成果は以下のように要約される。
1.パラレル機構の剛性を機構パラメータの関数として計算するための新しい解析モデルを作成した。これにより、機構パラメータの変更に伴うパラレル機構の剛性変化を容易に予測することが可能となり、よって、剛性面でのハプティックインタフェースの最適化が可能となった。
2.剛性の特性が大幅に改善されたハプティックインタフェースの設計、試作を行った。上記の解析モデルの援用並びにこれまでの試作経験に基づき、従来の試作機の特性を大幅に上回る特性を有するハプティックインタフェースの試作に成功した。試作したハプティックインタフェースの設計図はインターネットにより一般に公開予定である。
3.本研究で開発したハプティックインタフェースの応用として、宇宙遠隔操作を取り上げ、研究を実施した。このハプティックインタフェースにより、技術試験衛星VII型搭載ロボットアームの遠隔操作実験を行い、その特長である小型軽量及び広可動範囲のの有効性を実証した。また、宇宙遠隔操作の地上実験装置として双腕ロボットシステムを開発し、マスタデバイスに、このハプティックインタフェースを採用し、その有用性を示した。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (53件)

  • [文献書誌] Tsumaki, Goshozono, Abe, Uchiyama, Koeppe, Hirzinger: "Experimental Verification of an Advanced Space Teleoperation System Using the Internet"Journal of Robotics and Mechatronics. 12-4. 356-363 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoon, Tsumaki, Uchiyama: "An Experimental Teleoperation System for Dual-Arm Space Robotics"Journal of Robotics and Mechatronics. 12-4. 378-384 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsumaki, Kinami, Uchiyama: "Realization of a high-fidelity virtual world with a 6 d.o.f haptic interface"Advanced Robotics. 14-5. 367-369 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 尹, 御所園, 川辺, 木南, 妻木, 内山, 小田, 土井: "ハプティックインタフェースを用いた技術試験衛星VII型搭載ロボットアームの遠隔操作"日本ロボット学会誌. 19-4. 518-529 (2001)

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  • [文献書誌] 尹祐根, 妻木勇一, 内山勝, 小田光茂, 土井利次: "ETS-VII搭載マニピュレーターの遠隔操作時におけるマスタスレーブ方式と力ジョイスティック方式の比較"日本機械学会論文集(C編). 67-662. 3219-3226 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 木南匡敬, 尹祐根, 妻木勇一, 内山勝: "6自由度小型ハプティックインタフェースの評価と仮想剛体間の接触実験"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 415-416 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 尹祐根, 木南匡敬, 妻木勇一, 内山勝: "ハプティックインタフェースを中心とした人間・テレロボットインタフェースの構築"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 821-822 (1999)

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  • [文献書誌] 尹祐根, 妻木勇一, 内山勝: "バーチャルグリップを用いたシングルマスタ・デュアルスレーブ遠隔操作法"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 823-824 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 御所園敏彦, 妻木勇一, 阿部幸勇, 内山勝, R.Koeppe, G.Hirzinger: "統合宇宙遠隔操作システムの構築および検証実験"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 825-826 (1999)

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  • [文献書誌] 御所園敏彦, 川辺洋, 妻木勇一, 内山勝: "ネットワークベースト宇宙遠隔操作実験システム"計測自動制御学会東北支部35周年記念学術講演会予稿集. 17-18 (1999)

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  • [文献書誌] W.K.Yoon, Y.Tsumaki, M.Uchiyama: "An Experimental System for Dual-Arm Robot Teleoperation in Space with Concepts of Virtual Grip and Ball"Proceedings of the Ninth International Conference on Advanced Robotics ('99 ICAR),Tokyo, Japan. 225-230 (1999)

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  • [文献書誌] 尹祐根, 御所園敏彦, 川辺洋, 木南匡敬, 妻木勇一, 内山勝, 小田光茂, 土井利次: "技術試験衛星VII型 (ETS-VII) 搭載ロボットアームの遠隔操作実験"計測自動制御学会東北支部第185回研究集会資料. (資料番号 185-5). (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 尹祐根, 御所園敏彦, 川辺洋, 木南匡敬, 妻木勇一, 内山勝, 小田光茂, 土井利次: "ハプティックインタフェースを用いたETS-VII搭載マニピュレータのモデルベースト遠隔操作"ETS-VII「おりひめ」「ひこぼし」実験成果報告会前刷集,宇宙開発事業団会議報告、NASDA-CON-990003. 170-177 (2000)

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  • [文献書誌] 尹, 御所園, 川辺, 木南, 妻木, 内山, 小田, 土井: "ハプティックインタフェースを用いたETS-VII搭載ロボットアームの遠隔操作実験"ロボティクス・メカトロニクス講演会'00講演論文集. [No.2]. 1A1-10-016 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 福島, 土井, 小田, 尹, 内山, 今井, 横小路: "ETS-VII遠隔操作装置の使用感"ロボティクス・メカトロニクス講演会'00講演論文集. [No.2]. 1A1-10-018 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 尹, 妻木, 内山, 小田, 土井: "宇宙ロボットの遠隔操作時にオペレータが使うフィードバック情報の変化"ロボティクス・メカトロニクス講演会'00講演論文集. [No.2]. 1P1-10-025 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsumaki, Goshozono, Abe, Uchiyama, Koeppe, Hirzinger: "Verification of an Advanced Space Teleoperation System Using Internet"Proceedings of the 2000 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Takamatsu, Japan. 1167-1172 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoon, Goshozono, Kawabe, Kinami, Tsumaki, Uchiyama, Oda, Doi: "Model-Based Teleoperation of a Space Robot on ETS-VII Using a Haptic Interface"Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Seoul, Korea. 407-412 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 尹祐根, 立原周一, 妻木勇一, 内山勝: "宇宙ロボットの遠隔操作における操作方式の比較"ロボティクス・メカトロニクス講演会'01講演論文集. [No.1]. 2P2-A12 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Woo-Keun Yoon, Shuichi Tachihara, Yuichi Tsumaki, Masaru Uchiyama: "Evaluation of the Different Master Device Approaches for a Model-Based Space Teleoperation System"Proceedings of the 10th International Conference on Advanced Robotics, ICAR 2001,Budapest, Hungary. 357-362 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 伊能寛, 木南匡敬, 妻木勇一, 内山勝: "複数感覚呈示による6自由度接触シミュレータ"日本バーチャルリアリティ学会第6回大会論文集. 221-222 (2001)

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  • [文献書誌] Y. Tsumaki, T. Goshozono, K. Abe, M. Uchiyama, R. Koeppe and G. Hirzinger: "Experimental Verification of an Advanced Space Teleoperation System Using the Internet"Journal of Robotics and Mechatronics. 12-4. 356-63 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.K. Yoon, Y. Tsumaki and M. Uchiyama: "An Experimental Teleoperation System for Dual-Arm Space Robotics"Journal of Robotics and Mechatronics. 12-4. 378-84 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Tsumaki, M. Kinami and M. Uchiyama: "Realization of a High Fidelity Virtual World with a 6 d.o.f Haptic Interface"Advanced Robotics. 14-5. 367-369 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.K. Yoon, T. Goshozono, H. Kawabe, M. Kinami, Y. Tsumaki, M. Uchiyama, M. Oda and T. Doi: "Teleoperation of Engineering Test Satellite VII Mounted Robotic Arm Using a Haptic Interface"Journal of the Robotits Society Japan (in Japanese). 19-4. 518-529 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.K. Yoon, Y. Tsumaki and M. Uchiyama: "Comparison between Master-Slave and Force Joystick Operation during the Teleoperation of a Manipulator Mounted on ETS-VII"Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineer (in Japanese). 67(662). 3219-3226 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kinami, W.K. Yoon, Y. Tsumaki and M. Uchiyama: "Performance Evaluation of a 6-DOF Compact Haptic Interface and Contact Experiments between Virtual Rigid Bodies"Proceedings of the 17th Annual Conference of the Robotics Society of Japan (in Japanese). 415-416 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.K. Yoon, M. Kinami, Y. Tsumaki and M. Uchiyama: "A Haptic Interface Centered Human-Telerobot Interface"Proceedings of the 17th Annual Conference of the Robotics Society of Japan (in Japanese). 821-822 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.K. Yoon, Y. Tsumaki and M. Uchiyama: "Teleoperation of a Single-Master Dual-Slave Arm with a Virtual Grip"Proceedings of the 17th Annual Conference of the Robotics Society of Japan (in Japanese). 823-824 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Goshozono, Y. Tsumaki, K. Abe, M. Uchiyama, R. Koeppe and G. Hirzinger: "Construction and Verification of an Integrated Space Teleoperation System"Proceedings of the 17th Annual Conference of the Robotics Society of Japan (in Japanese). 825-826 (1999)

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  • [文献書誌] T. Goshozono, H. Kawabe, Y. Tsumaki and M. Uchiyama: "Networkbased Experimental System for Space Teleoperation"Proceedings of the 35 Anniversary Memorial Conference of the Tohoku Section of the Society of Instrument and Control Engineers (in Japanese). 17-18 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.K. Yoon, Y. Tsumaki, and M. Uchiyama: "An Experimental System for Dual-Arm Robot Teleoperation in Space with Concepts of Virtual Grip and Ball"Proceedings of the 9th International Conference on Advanced Robotics ('99 ICAR). 225-230 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.K. Yoon, T. Goshozono, M. Kinami, Y. Tsumaki, M. Uchiyama, M. Oda and T. Doi: "Teleoperation Experiments using Engineering Test Satellite VII"Proceedings of the 185th Conference of the Tohoku Section of the Society of Instrument and Control Engineers (in Japanese). 185-5 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.K. Yoon, T. Goshozono, H. Kawabe, M. Kinami, Y. Tsumaki, M. Uchiyama, M. Oda and T. Doi: "Model Based Teleoperation of ETS-VII Mounted Manipulator Using Haptic Interface"Proceedings of the ETS-VII Experimental Results Report, NASDA Meeting Reports, NASDA Meeting Reports, NASDA-CON-990003(in Japanese). 170-177 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.K. Yoon, T. Goshozono, H. Kawabe, M. Kinami, Y. Tsumaki, M. Uchiyama, M. Oda and T. Doi: "Teleoperation of ETS-VI I Mounted Robotic Arm Using Haptic Interface"Proceedings of the 2000 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (in Japanese). 1A1-10-016 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Fukushima, T. Doi, M. Oda, W.K. Yoon, M. Uchiyama, T. Imada and Y. Yokokoji: "Evaluation of Ease of Remote Robot Controllers Designed for ETS-VII Space Robot System"Proceedings of the 2000 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (in Japanese). 1A1-10-018 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.K. Yoon, Y. Tsumaki, M. Uchiyama, M. Oda and T. Doi: "Changes of Feedback Information that the Operator Uses in Space Robot Teleoperation"Proceedings of the 2000 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (in Japanese). 1P1-10-025 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Tsumaki, T. Goshozono, K. Abe, M. Uchiyama, R. Koeppe and G. Hirzinger: "Verification of an Advanced Space Teleoperation System Using Internet"Proceedings of the 2000 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. 1167-1172 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.K. Yoon, T. Goshozono, K Kawabe, M. Kinami, Y. Tsumaki, M. Uchiyama, M. Oda and T. Doi: "Model-Based Teleoperation of a Space Robot on ETS-VII Using a Haptic Interface"Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Automation. 407-412 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.K. Yoon, S. Tachihara, Y. Tsumaki and M. Uchiyama: "Comparison of Different Control Methods for Space Robotic Teleoperation"Proceedings of the 2001 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (in Japanese). 2p2-A12 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Woo-Keun Yoon, Shuichi Tachihara, Yuichi Tsumaki and Masaru Uchiyama: "Evaluation of the Different Master Device Approaches for a Model-Based Space eieoperation System"Proceedings of the 10th International Conference on Advanced Robotics. ICAR 2001. 357-362 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Inou, M. Kinami, Y. Tsumaki and M. Uchiyama: "A 6-DOF Contact Simulator Based on Multi-Perceptional Information Display"Proceedings of the 6th Conference of the Virtual Reality Society of Japan. 221-222 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W-K Yoon, T.Goshozono, H.Kawabe, M.Kinami, Y.Tsumaki, et al.: "Model-Based Teleoperation of a Space Robot on ETS-VII Using a Haptic Interface"Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Seoul, Korea. 407-412 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 尹, 立原, 妻木, 内山: "宇宙ロボットの遠隔操作における操作方式の比較"ロボティクス・メカトロニクス講演会'01講演論文集. No.01-4. 1-2 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] W-K.Yoon, S.Tachihara, Y.Tsumaki, M.Uchiyama: "Evaluation of the Different Master Device Approaches for a Model-Based Space Teleoperation System"Proceedings of the 10th International Conference on Advanced Robotics, ICAR 2001, Budapest, Hungary. 357-362 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 伊能, 木南, 妻木, 内山: "複数感覚呈示による6自由度接触シミュレータ"日本バーチャルリアリティ学会第6回大会論文集. 221-222 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 尹, 妻木, 内山, 小田, 土井: "ETS-VII搭載マニピュレーターの遠隔操作時におけるマスタスレーブ方式と力ジョイスティック方式の比較"日本機械学会論文集(C編). 67・662. 3219-3226 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 木南匡敬 他: "6自由度小型ハプティックインタフェースの評価と仮想剛体間の接触実験"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 415-416 (1999)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 尹祐根 他: "ハプティックインタフェースを中心とした人間・テレロボットインタフェースの構築"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 821-822 (1999)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 川辺洋 他: "遠隔操作における力情報提示システム"計測自動制御学会東北支部35周年記念学術講演会予稿集. 19-20 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 木南匡敬 他: "6自由度小型ハプティックインタフエースの評価と仮想剛体間の接触実験"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 415-416 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 伊 祐根 他: "ハプティックインタフエースを中心とした人間・テレロボットインタフェースの構築"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 821-822 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 川辺 洋 他: "遠隔操作における力情報提示システム"計測自動制御学会東北支部35周年記念学術講演会予稿集. 19-20 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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