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ヒトを模した機械触覚認識のためのシリコン・スパイキング・ニューラルネットの研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K21820
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関立命館大学

研究代表者

野間 春生  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (00374108)

研究分担者 秋田 純一  金沢大学, 電子情報通信学系, 教授 (10303265)
大井 翔  大阪工業大学, 情報科学部, 講師 (40824636)
松村 耕平  立命館大学, 情報理工学部, 准教授 (80629600)
安藤 潤人  立命館大学, 情報理工学部, 助教 (50899797)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード触覚 / ヒューマンインタフェース / ロボット / VR / センサ / MEMS / FPGA / スパイキングニューラルネットワーク / 触覚センサ / ニューラルネットワーク / パルス密度モジュレーション
研究開始時の研究の概要

ヒトを模した触覚情報処理システムを実現し、ヒトの触覚認識との特性比較からヒトの触覚の解明と人工触覚の応用を最終的な研究目標としている。本研究では、 その萌芽研究として、リアルタイム触覚情報処理のためのハードウェアによる機械学習の基礎開発を実施して以降の本格研究に繋げることを目標とする。

研究成果の概要

本研究開発を通してヒトを模した触覚情報処理システムを実現し,ヒトの触覚認識との特性比較からヒトの触覚の解明と人工触覚の応用を最終的な研究目標とした. その萌芽研究成果として,リアルタイム触覚情報処理のためのハードウェアによる機械学習の基礎開発に向けて,MEMS触覚センサからの信号をデジタル回路により込み,パルス密度によって駆動されるニューラルネットによる非線形信号処理の可能性を実証した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

視覚や聴覚に比べて,触覚は情報システムとしての実用化が遅れている. その理由は、映像や音声は観察により対象物に影響を及ぼさないため,それらの画像/音声認識処理では計測データを一時的に記録したオフラインでの認識が可能である. しかし触覚は対象物の感触に合わせて触れること,即ち,機械的なストレスを積極的に制御しながら対象物に与えた結果として,対象物と一体となって生じる運動を機械刺激として感じる感覚である. 本研究では、このような触覚をメディアとして扱うための基礎研究開発を実施した.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University College London(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] FPGA-BASED ASYNCHRONOUS SPIKE PERCEPTRON FOR TINY MEMS TACTILE SENSORS2023

    • 著者名/発表者名
      Masanori Aoki, Tatsuya Saito, Mitsuhito Ando, Masayuki Sohgawa, Tomonori Izumi, Junichi Akita, Haruo Noma
    • 学会等名
      Transducers 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FPGA Implementation of Spiking-MLP for MEMS Tactile Sensors2022

    • 著者名/発表者名
      Masanori Aoki, Sota Tsubokura, Mitsuhito Ando, Masayuki Sohgawa, Junichi Akita, Haruo Noma
    • 学会等名
      AsiaHaprics 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人を超える超小形触覚センサの開発と産業応用2022

    • 著者名/発表者名
      野間 春生
    • 学会等名
      けいはんな共創の森イノベーション
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] MEMS 触覚センサを用いフォークの把持力に基づく食材判別へのリザバーコンピューティングの応用2022

    • 著者名/発表者名
      坪倉 奏太, 安藤 潤人, 北野 勝則, 野間 春生, 寒川 雅之, 秋田 純一
    • 学会等名
      ハプティクス研究委員会第28回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] FPGAを用いたMEMS触覚センサのためのパルス密度変換器の開発2022

    • 著者名/発表者名
      齋藤 竜也, 青木雅典,安藤潤人,寒川雅之,秋田純一,野間春生
    • 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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 科学的トレーニングのための足裏にかかる荷重計測システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      船橋 佑, 安藤潤人,野間春生
    • 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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトを模して、ヒトに迫る、MEMS触覚センサについて2022

    • 著者名/発表者名
      野間 春生
    • 学会等名
      第218回センシング技術応用研究会定例研究例会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 触れるためのセンシンング技術:触覚センサの研究と実用化2022

    • 著者名/発表者名
      野間 春生、東輝明
    • 学会等名
      2022 年度第2回ナノメカニクス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MEMS 触覚センサによる運動時の 靴底にかかる力の計測2021

    • 著者名/発表者名
      河内彪博, 岡田一志, 大井翔, 松村耕平, 寒川雅之, 野間春生
    • 学会等名
      インタラクション2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] MEMS 触覚センサの校正処理手法の実装と評価2021

    • 著者名/発表者名
      河内 彪博、安藤 潤人、野間 春生、寒川 雅之
    • 学会等名
      電気学会令和3年度E部門総合研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 両手を圧擦することによって生じる触覚の次元―ALSCALを用いて―2021

    • 著者名/発表者名
      東山篤規、 野間春生
    • 学会等名
      関西心理学会第132回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] MEMS 触覚センサ向け機械学習のためのFPGA によるSNN パーセプトロン実装2021

    • 著者名/発表者名
      青木雅典, 土橋嬉真花,安藤潤人,寒川雅之,秋田純一,野間春生
    • 学会等名
      第26回バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] MEMS触覚センサを用いたフォークによる食材刺突時の把持力に基づく食材判別2021

    • 著者名/発表者名
      坪倉奏太,柴田結衣,安藤潤,寒川雅之,渡邊淳司,野間春生
    • 学会等名
      第26回バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] ハプティクスとその応用 ―力触覚の伝送・記録・再現・表示―2022

    • 著者名/発表者名
      寒川雅之、野間春生
    • 総ページ数
      340
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781316864
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] VR/AR/MR技術の最新動向と応用事例2021

    • 著者名/発表者名
      野間 春生、寒川 雅之
    • 総ページ数
      576
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048500
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] MEMS Tactile Sensor

    • URL

      https://sites.google.com/mxdlab.net/mems-tactile-sensor/english

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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