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同調型ロボットハンドのための電気的触覚リンクの形成

研究課題

研究課題/領域番号 16H05875
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 知能ロボティクス
研究機関大阪大学

研究代表者

吉元 俊輔  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00646755)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード電気刺激 / 触覚イメージング / 触覚フィードバック / 遠隔操作 / ロボットハンド / 手指動作計測 / 接触力計測 / 触覚フ ィ ー ド バ ッ ク
研究成果の概要

遠隔ロボットハンドのための触覚インタフェースにおける機械的干渉の解決に関する新たな技術開発を進めた.特に,電気的な計測と提示を指針とし,機械的制約のない手指の動作・力計測,神経束の電気刺激における多自由度触覚生成,導電性材料を用いた圧力の時空間分布計測に関する技術開発を通して,同調型ロボットハンドのための電気触覚リンクの設計論を探求した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通して,手指の自由な動作に基づくロボットハンドの制御とそれに伴う触覚フィードバックを可能にした.特に,指腹の触覚の空間分布を制御することで,微細な物体の把持感覚の表現が可能となった.開発した計測・提示技術は,機械的制約が極めて少なく,様々な同調型ロボットに組み込むことが可能であり,導入コストも低い.例えばロボット手術における操作感を術者の動きを制約することなく提示することができる.また,身体動作計測,圧力分布計測,触覚提示に関する要素技術については産業・医療・娯楽などへの応用展開が期待できる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Estimation of Object Elasticity by Capturing Fingernail Images during Haptic Palpation2018

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshimoto, Y. Kuroda, and O. Oshiro
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 204-211

    • DOI

      10.1109/toh.2018.2803053

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hemodynamic Sensing of 3-D Fingertip Force by Using Nonpulsatile and Pulsatile Signals in the Proximal Part2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto Shunsuke、Hinatsu Shun、Kuroda Yoshihiro、Oshiro Osamu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems

      巻: 12 号: 5 ページ: 1155-1164

    • DOI

      10.1109/tbcas.2018.2839184

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tomographic Approach for Universal Tactile Imaging with Electromechanically Coupled Conductors2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto Shunsuke、Kuroda Yoshihiro、Oshiro Osamu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 627-636

    • DOI

      10.1109/tie.2018.2879296

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 基節部における脈波計測を利用した指先接触力推定2017

    • 著者名/発表者名
      日夏 俊、吉元 俊輔、黒田 嘉宏、大城 理
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 55 号: 3 ページ: 115-124

    • DOI

      10.11239/jsmbe.55.115

    • NAID

      130006191021

    • ISSN
      1347-443X, 1881-4379
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of Finger Joint Angles Based on Electromechanical Sensing of Wrist Shape2017

    • 著者名/発表者名
      J. Kawaguchi, S. Yoshimoto, Y. Kuroda, O. Oshiro
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering

      巻: 25 号: 9 ページ: 1409-1418

    • DOI

      10.1109/tnsre.2016.2626800

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finger Joint Angle Estimation from Electrical Contact Resistance2017

    • 著者名/発表者名
      KAWAGUCHI JUNKI、YOSHIMOTO SHUNSUKE、IMURA MASATAKA、OSHIRO OSAMU
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan

      巻: 100 号: 6 ページ: 35-44

    • DOI

      10.1002/ecj.11959

    • NAID

      210000167289

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 基節部における脈波計測を利用した指先接触力推定2017

    • 著者名/発表者名
      日夏俊, 吉元俊輔, 黒田嘉宏, 大城理
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 印刷中

    • NAID

      130006191021

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 柔軟感再現のための指腹部の接触面積と力の計測と提示手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      坂口真央, 吉元俊輔, 黒田嘉宏, 大城 理
    • 学会等名
      計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会若手研究発表会講演論文集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 触覚の基礎とセンシング技術への応用2019

    • 著者名/発表者名
      吉元俊輔
    • 学会等名
      日本テクノセンターセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 導電材料を圧力分布センサに変える新技術2018

    • 著者名/発表者名
      吉元俊輔
    • 学会等名
      新技術説明会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tactile sensing for humans, robots, and environments2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yoshimoto
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics, Tutorial: Introduction to Haptics - sensing, feedback, and sensory evaluation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 導電性塗料を用いた圧力分布センサ2018

    • 著者名/発表者名
      吉元俊輔
    • 学会等名
      触覚講習会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電気で触を測る・創る・操る2018

    • 著者名/発表者名
      吉元俊輔
    • 学会等名
      バイオメクフォーラム21
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 可視光通信による触感再生のための広帯域な振動提示2018

    • 著者名/発表者名
      北川湧麻, 吉元俊輔, 黒田嘉宏, 大城 理
    • 学会等名
      ハプティクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 可視光通信による触感再生のためのシステム同定2018

    • 著者名/発表者名
      北川湧麻, 吉元俊輔, 黒田嘉宏, 大城 理
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] EmBIT: Electromechanical Boundary Impedance Tomography for Soft Tactile Sensor2018

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshimoto, Y. Kuroda, O. Oshiro
    • 学会等名
      IEEE Haptics Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Bioelectrical Interface for Haptics2018

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshimoto
    • 学会等名
      Taiwan-Japan International Engineering Forum
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プロジェクタ光による多チャネル触刺激装置の制御2018

    • 著者名/発表者名
      北川湧麻, 吉元俊輔, 黒田嘉宏, 大城理
    • 学会等名
      計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Hemodynamic Sensing of 3D Fingertip Force using PPG device on Proximal Part2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshimoto, S. Hinatsu, Y. Kuroda, O. Oshiro
    • 学会等名
      39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      済州島(韓国)
    • 年月日
      2017-07-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Compact and Largely Displaceable Tactile Shape Display using Arrayed Ultrasonic Linear Actuator2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshimoto, Y. Yamada, Y. Kuroda, O. Oshiro
    • 学会等名
      IEEE World Haptics 2017
    • 発表場所
      ミュンヘン(ドイツ)
    • 年月日
      2017-06-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hemodynamic Sensing of 3D Fingertip Force using PPG device on Proximal Part2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshimoto, S. Hinatsu, Y. Kuroda, O. Oshiro
    • 学会等名
      IEEE International Engineering in Medicine and Biology Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Compact and Largely Displaceable Tactile Shape Display using Arrayed Ultrasonic Linear Actuator2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshimoto, Y. Yamada, Y. Kuroda, O. Oshiro
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高精細凹凸提示のための電気的変位計測に基づく超音波モータ制御2017

    • 著者名/発表者名
      山田恵之, 吉元俊輔, 黒田嘉宏, 大城理
    • 学会等名
      力触覚の提示と計算研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 形状ディスプレイのための超音波リニアモータによる ピン変位制御の応答性評価2017

    • 著者名/発表者名
      山田恵之, 吉元俊輔, 黒田嘉宏, 大城理
    • 学会等名
      計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会若手研究発表会
    • 発表場所
      大阪大学 銀杏会館(大阪府・吹田市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 指先接触力の推定性能向上のための高相関な脈波特徴量の検討2016

    • 著者名/発表者名
      日夏俊, 吉元俊輔, 黒田嘉宏, 大城理
    • 学会等名
      パターン計測シンポジウム
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 基節部における脈波計測を利用した指先接触力推定2016

    • 著者名/発表者名
      日夏俊, 吉元俊輔, 黒田嘉宏, 大城理
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム
    • 発表場所
      旭川市大雪クリスタルホール国際会議場(北海道・旭川市)
    • 年月日
      2016-09-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 手首形状の電気機械計測に基づく指運動の推定2016

    • 著者名/発表者名
      川口純輝, 吉元俊輔, 黒田嘉宏, 大城理
    • 学会等名
      日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • 年月日
      2016-04-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 触覚センサの自在な設計を可能に

    • URL

      https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2018/20181114_2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Elasticity Measurement by Touch Action

    • URL

      http://oshiro.bpe.es.osaka-u.ac.jp/people/staff/yoshimoto/item.php?id=11&lang=en

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Electromechanical Boundary Impedance Tomography

    • URL

      http://oshiro.bpe.es.osaka-u.ac.jp/people/staff/yoshimoto/item.php?id=12&lang=en

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 触覚センサ2018

    • 発明者名
      吉元俊輔, 黒田嘉宏, 大城理
    • 権利者名
      吉元俊輔, 黒田嘉宏, 大城理
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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