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腱構造を用いた内骨格型力覚提示システムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K13724
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
研究機関東京大学

研究代表者

白藤 翔平  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (80779330)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード力覚提示 / 関節角度計測 / 腱駆動機構 / VR / 内骨格システム / 内骨格機構 / 腱駆動 / ウェアラブルデバイス / 関節角度推定 / 力覚提示システム
研究成果の概要

本研究では、人の指の上に腱状の構造を配置し、これを駆動することで装着者の骨格をリンク系として直接駆動し、力覚を提示する手法を開発をおこなった。はじめに、指上に複数の腱を重ねて配置し、その上下面での相対的な位置変化を計測することで、ユーザの骨格形状に依存せず、 正確な関節角度を取得する方法について提案した。次に、複数の腱状のベルトを異なる位置で左右に分岐させた構造を用いることで、関節それぞれに独立した力を提示することが可能になるよう、解析を通して構造を提案した。上記の技術の提案により、従来のリンク機構を用いた装置に比べ、非常にコンパクトな装置の実現するための基礎技術が完成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、近年応用の進んでいるVRに関する技術として,VR内で物を触った感覚を与えるのに重要な力覚提示を,装着が容易なグローブ型のウェラブルデバイスとして実現するための基礎技術の開発をおこなった。ここで提案した腱状の構造の力覚提示装置とその制御に必要な技術の開発は、将来的によりVRシステムを現実に近づけるための基礎技術として応用が期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Development of a robotic finger with a branching tendon mechanism and sensing based on the moment-equivalent point2020

    • 著者名/発表者名
      Shirafuji Shouhei、Ota Jun
    • 雑誌名

      Robotics and Autonomous Systems

      巻: 129 ページ: 103538-103538

    • DOI

      10.1016/j.robot.2020.103538

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinematic Synthesis of a Serial Robotic Manipulator by Using Generalized Differential Inverse Kinematics2019

    • 著者名/発表者名
      Shirafuji Shouhei、Ota Jun
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Robotics

      巻: 35 号: 4 ページ: 1047-1054

    • DOI

      10.1109/tro.2019.2907810

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 糸の相対変位に基づく手指の3関節角度推定2020

    • 著者名/発表者名
      小林 雅史, 白藤 翔平, 太田 順
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Force Sensing for Multi-Point Contact using a Constrained, Passive Joint Based on the Moment-Equivalent Point2018

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Shirafuji and Jun Ota
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Intelligent Autonomous Systems
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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