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精密高把持を実現するハプティックインターフェイスと力覚的知覚に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04378
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20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
研究機関岐阜大学

研究代表者

毛利 哲也  岐阜大学, 工学部, 教授 (40418728)

研究分担者 尾関 智恵  愛知工科大学, 工学部, 教授 (60590312)
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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードハプティックス / ロボット / 知能機械 / 知能ロボティックス
研究開始時の研究の概要

人工現実感や拡張現実感の分野では,マンマシンインターフェイスとして操作者の手指の位置・姿勢に応じた力覚を提示するハプティックインターフェイスが現実感を再現するための重要な装置となっている.本研究では,より現実に近い物理的インタラクションを目標として,人の指先力と同程度の力提示により拇指と示指での「しっかり」とした精密把持(つまみ)のハプティックインターフェイスの実現を目指す.また,より自然な形での人工現実感や拡張現実感を実現するため,視覚と力覚との間に存在する差異を軽減して感覚を同期させる方法も研究する.

研究成果の概要

提示する指先力の等方性を考慮したハプティックインターフェイスの設計方法,提示力10N以上のハプティックインターフェイスの試作と特性評価,伝達効率を考慮した制御系の提案,マスター・スレーブシステムによる力提示を確認した.これを評価するための手法として,認知過程の客観的・主観的記録を収集できるような実験デザインの構築とアンケート設計を行った.収集したデータを元に,客観・主観的データを関連づけて解釈する方法や補足するべき計測データをさらに検討する必要があるなど,質的研究の精度を高めるための課題を抽出することができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の指先力が提示可能なハプティックインターフェイスと比較すると,本研究では2倍以上の指作力の提示を確認できた.また,客観的・主観的記録による操作者のフィードバックに対する印象及び評価手法により,力覚提示の度合いと操作者の感性評価の関連性を検討できるようになった.このような成果は,力覚提示を伴うVR関係の研究分野だけでなく,様々な分野での応用が期待さる.例えば,特殊環境や生産現場での遠隔操作において,作業者の感じ方を考慮した提示力を提案できるようになり,作業者はより精密かつ強力な操作を行うことが可能になる.多くの産業やサービス分野において大きな革新をもたらす可能性を有する.

報告書

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

    (5件)

すべて 2023 2022 2020

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 重量物の把持操作のためのハプティックインターフェイス2023

    • 著者名/発表者名
      毛利哲也,天藤翔保,尾関 智恵
    • 学会等名
      第24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
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Explore the relationship between the measurement of stiffness presented at the fingertips and the evaluation of perceived value2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoe Ozeki, Tetsuya Mouri
    • 学会等名
      The Twenty-Eighth International Symposium on Artificial Life and Robotics 2023 (AROB 28th 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 指先に提示される剛性の違いが知覚価値へ与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      尾関智恵,毛利哲也
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ボールネジ機構を考慮したロボット指の制御2022

    • 著者名/発表者名
      毛利哲也,尾関智恵
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 操作者の指先位置に基づく物体把持のハンドロボットの遠隔操作2020

    • 著者名/発表者名
      毛利哲也,尾関智恵,杉村駿太
    • 学会等名
      計測自動制御学会第21回システムインテグレーション部門講演会(SI2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-11-21  

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