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予測質量推定及び質量知覚制御に基づくパワーアシスト装置の違和感低減手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H04274
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分61060:感性情報学関連
研究機関三重大学

研究代表者

池浦 良淳  三重大学, 工学研究科, 教授 (20232168)

研究分担者 早川 聡一郎  三重大学, 工学研究科, 准教授 (50288552)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワードユーザーインターフェース / マンマシンインターフェース / パワーアシスト / 違和感 / 質量感
研究開始時の研究の概要

パワーアシスト装置は,操作者が運搬物体を「重い」と視覚的に感じているにもかかわらず,必要以上に「軽く」操作できてしまうと,結果的に予想外の急激な危険操作をする可能性が高い.これにより,操作に違和感や恐怖感を抱き,事故につながるなど,緊急に解決しなければならない問題である.これは操作者が事前に予想する予測質量感と操作中の体性感覚的質量感が大きく異なることが原因と考えられる.本研究の目的は,物体を動かす前の操作力から予測質量感を推定し,適切な制御質量を設定することにより,予測質量感と体性感覚的質量感を一致させることで,実用的で安全安心なパワーアシスト装置を開発することである.

研究成果の概要

パワーアシスト装置は現在の高齢社会に必需となるが,操作に違和感や恐怖感を抱き,それによる事故の発生は避けなくてはならない.本研究では,質量感覚における違和感や恐怖感の低減を目的として,人が操作前に予想する予測質量を決める要因である,運搬物体の大きさ,アシスト装置の外観,さらには,質量予測の時間変化について解析を行った.これらの要因を考慮して予測質量に近づけるよう,質量感覚の制御を行うことにより,操作時での違和感を低減できることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

パワーアシスト技術は現状の高齢社会において必須であるが,使用するのに違和感や恐怖感があっては,世の中に浸透させることは不可能である.従来研究では,操作した感覚をアンケート等で評価し,それに基づく制御方法の改良を行ってきたが試行錯誤が多く,体系的な改善は困難となっていた.そこで本研究では,違和感や恐怖感は,使用者が予め予想した操作感と実際に感じた操作感との乖離によることに注目し,その操作感の隔たりを縮小することを試みたもので,その学術的及び社会的意義は非常に大きい.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Analysis of human object lifting operation force using power assist device2021

    • 著者名/発表者名
      Kato Ken、Ikeura Ryojun、Tsutsumi Shigeyoshi、Hayakawa Soichiro、Sawai Hideki
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 2107 号: 1 ページ: 012009-012009

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2107/1/012009

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A Study on the Duration of Operator's Mass Perception for Using Power-Assist Device2023

    • 著者名/発表者名
      Ryoya Matsuda, Ryoujun Ikeura, Soichiro Hayakawa and Syunichi Yoshida
    • 学会等名
      2023 62nd Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation on the Influence of Assist Device Appearance on Weight Sensory Characteristics2023

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Konishi, Ryoujun Ikeura, Soichiro Hayakawa and Syunichi Yoshida
    • 学会等名
      2023 62nd Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 物体の持ち上げ操作における手指皮膚感覚に加わる力と重量知覚との関係性の検討2023

    • 著者名/発表者名
      内田雄大, 池浦良淳, 早川聡一郎, 吉田俊一
    • 学会等名
      日本人間工学会東海支部2023年研究大会論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] パワーアシスト装置使用時における慣れによる影響を考慮した違和感の主観評価2023

    • 著者名/発表者名
      近藤 魁, 小玉一徳, 池浦良淳, 早川聡一郎, 吉田俊一
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第72期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] パワーアシスト装置を用いた見た目の異なる物体を持ち上げる際の人の操作力解析2021

    • 著者名/発表者名
      加藤 健, 池浦良淳, 堤 成可, 早川聡一郎, 澤井秀樹
    • 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] Analysis of Psychological Structure in Mass Sense for Object Lifting Operation2021

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Kodama, Kai Kondo, Yuta Namekata, Ryojun Ikeura, Shigeyoshi Tsutsumi and Soichiro Hayakawa
    • 学会等名
      2021 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パワーアシスト装置の操作における心理評価 ―持ち上げ速度を変化させた場合―2021

    • 著者名/発表者名
      行方優太, 池浦良淳, 早川聡一郎, 堤 成可, 澤井秀樹
    • 学会等名
      日本人間工学会東海支部2021年研究大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] パワーアシスト装置を用いた人の物体持ち上げ操作力解析2021

    • 著者名/発表者名
      加藤 健, 池浦良淳, 堤 成可, 早川聡一郎, 澤井秀樹
    • 学会等名
      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] 物体運搬におけるパワーアシスト装置の重量感覚制御2021

    • 著者名/発表者名
      坂野 友一,加藤 健,池浦 良 淳,早川 聡一郎,堤 成可,澤井 秀樹
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第70期講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 人間共生ロボティクス・メカトロニクスリサーチセンター

    • URL

      https://www.mie-u.ac.jp/research/robomech/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 人間共生ロボティクス・メカトロニクスリサーチセンター

    • URL

      http://hsrmrc.mie-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 人間共生ロボティクスメカトロニクスリサーチセンター

    • URL

      https://www.mie-u.ac.jp/research/robomech/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 人間共生ロボティクスメカトロニクスリサーチセンター

    • URL

      https://hsrmrc.mie-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 人間支援システム研究室

    • URL

      http://www.ss.mach.mie-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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