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操縦速度を考慮した筋感覚メカニズムの解明と拡張現実空間における反力提示技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12185
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61060:感性情報学関連
研究機関長崎大学

研究代表者

田中 良幸  長崎大学, 工学研究科, 准教授 (40336920)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード筋運動感覚 / 仮想現実空間 / 反力負荷パターン / インパクト感 / 筋感覚 / 操縦速度 / 反力負荷 / 生体運動制御メカニズム / 人間機械系 / 拡張現実空間
研究開始時の研究の概要

筋感覚は抵抗覚と位置覚を含み,骨格筋に備わる固有受容器が把握する筋群の運動情報を基にする知覚能力である.しかしながら,その特性は,比較的ゆっくりとした動作時に限定して測定評価されている.そこで本研究では,筋感覚能力が動作速度に対してどのように影響されるかを測定・解明することを大きな目的とする.そしてさらに,その測定結果を数理モデル化した上で,拡張現実空間において違和感を生じないための反力負荷提示技術の開発を行う.

研究成果の概要

本研究課題では,素早いボール・ヒッティングなどの高速動作を想定して,手先速度を高めた操縦動作に対応できるパッシブ型の操縦デバイスをメカトロニクスと仮想現実感技術を組合わせて開発した.次に,仮想現実空間と連動して動作するインパクト感提示システムを構築し,ボール・ヒッティング作業における反力負荷パターンに対するインパクト感を測定評価した.そして,速度を高めた操縦動作によるボール・インパクト感の知覚作業では,反力負荷を与えるタイミングが特に重要であることを確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

速度を高めた操縦動作によるボール・インパクト感の知覚作業では,反力負荷の継続時間の変化よりもタイミングの変化に対して,敏感に反応することを明らかにすることができた.このことを踏まえて,反力負荷に対する知覚能力の測定・検査や,VRを活用した上肢運動リハビリテーションにおける反力負荷のアレンジに役立つと考える.そしてまた,自動車ステアリングによる運転ドライバー支援システムの設計・評価にも展開できるものと考える.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [学会発表] 仮想空間におけるボール・ヒッティング時のインパクト感提示システム2021

    • 著者名/発表者名
      山本 健登,田中 良幸
    • 学会等名
      第22回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 拡張現実感を組み込んだ身体可操作生スコープ2021

    • 著者名/発表者名
      成清 舜也,田中 良幸,青山 忠義,塩川 満久
    • 学会等名
      第22回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 車両間通信によるリアルタイム道路情報モニターを用いた運転支援システム2021

    • 著者名/発表者名
      時見 一声,田中 良幸
    • 学会等名
      第22回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] IMU 式Mocap デバイスを用いた身体可操作性スコープの開発2021

    • 著者名/発表者名
      沈 明秀,成清 舜也,田中 良幸,青山 忠義,塩川 満久
    • 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 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Scope of Human Manipulability Sharing with VR Device and EMG Sensor for Online Motion Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      S. Narukiyo, Y. Tanaka, T. Aoyama, and M. Shiokawa
    • 学会等名
      2021 IEEE/SICE International Symposium on System Integrations
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis and Modeling of Human Force Perception Properties during the Operation of a Driving Interface System Using Limbs2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, and H. Shimoyama
    • 学会等名
      2020 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] VR システムを用いた身体可操作性スコープによる動作解析2020

    • 著者名/発表者名
      成清 舜也,前田 真太郎,田中 良幸,青山 忠義,塩川 満久
    • 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 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of Cooperative Motions in a Ball-Manipulation Task toward Robot-Aided Rehabilitation for the Upper Extremity2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Tanaka, Shota Wada
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] VRシステムを用いた身体可操作性スコープの開発2019

    • 著者名/発表者名
      田中 良幸,青山 忠義,塩川 満久
    • 学会等名
      日本機械学会・ロボメカ部門学術講演会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 自動車運転における手足の反力知覚特性の測定解析と数理モデル化2019

    • 著者名/発表者名
      田中 良幸,下山英晃
    • 学会等名
      計測自動制御学会・システム情報部門学術講演会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 身体可操作性スコープの開発と応用2019

    • 著者名/発表者名
      田中 良幸,成清 舜也,前田 真太郎,青山 忠義,塩川 満久
    • 学会等名
      計測自動制御学会・システム情報部門学術講演会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 長崎大学大学院工学研究科 田中研究室

    • URL

      http://hms.mech.nagasaki-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 長崎大学大学院工学研究科 田中研究室

    • URL

      http://hms.mech.nagasaki-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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