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デジタルハンドを用いた実的な仮想エルゴノミック評価システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21360067
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関北海道大学

研究代表者

金井 理  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90194878)

研究分担者 城間 祥之  札幌市立大学, デザイン学部, 教授 (90113571)
連携研究者 伊達 宏昭  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (20374605)
持丸 正明  独)産業技術総合研究所, デジタルヒューマンエ学研究センター, センター長 (90358169)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2010年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2009年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワードデジタルヒューマンモデリング / 人間工学 / デジタルエンジニアリング / デジタルヒューマンモデル / CAD / 接触変形
研究概要

本研究は,ヒトの手指の形状と運動を精密に再現した「デジタルハンド」により,デジカメ等のハンドヘルド型製品の3次元CADモデルを仮想的に把持・操作させ,「持ちやすさ」や「操作のしやすさ」を迅速に評価できる「仮想エルゴノミック評価システム」の開発が目的である.このため,(1)MRI計測に基づく高精度なデジタルハンド構築,(2)最適化に基づく把持姿勢自動生成,(3)手指筋骨格モデルを用いた「持ちやすさ」の定量推定,(4)逆運動学に基づいた「操作のしやすさ」の定量推定,(5)手指・製品間の高速な接触変形シミュレーションといった機能を開発した.またこれらを,企業での製品形状評価に試用した.

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (25件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Appearance preserving simplification of 3D CAD model with large-scale assembly structures2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kanai
    • 雑誌名

      International Journal on Interactive Design and Manufacturing

      巻: (印刷中) 号: 3 ページ: 139-154

    • DOI

      10.1007/s12008-012-0145-0

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decomposing scanned assembly meshes based on periodicity recognition and its application to kinematic simulation modeling2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Mizoguchi
    • 雑誌名

      Journal of Computer-aided Design

      巻: (印刷中) 号: 4 ページ: 829-842

    • DOI

      10.1016/j.cad.2011.02.001

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimating ease of single-fingered operations of hand-held appliances with digital hand2011

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kanai and Seiya Suzuki
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 2011 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference, (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constructing a Finger Biomechanical Model for Virtual Ergonomic Assessment in Digital Hand2011

    • 著者名/発表者名
      Yasutomo Shimizu, Hiroaki Date and Satoshi Kanai
    • 雑誌名

      Proceedings of 2011 Asian Conference on Design and Digital Engineering 2011

      巻: Vol.1 ページ: 543-547

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimating ease of single-fingered operations of hand-held appliances with digital hand2011

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kanai
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 2011 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference

      巻: (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3次元CADを活用した情報機器ユーザインタフェースのプロトタイピングとユーザビリティ評価2010

    • 著者名/発表者名
      金井理
    • 雑誌名

      設計工学

      巻: 45 ページ: 319-326

    • NAID

      10026793296

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Shape Interpolation of Product Housings for Ergonomic Assessment using Digital Hand2010

    • 著者名/発表者名
      Yui Endo
    • 雑誌名

      Research in Interactive Design

      巻: 3(CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A prototype manufacturing process for a health care IT appliance2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Shiroma (1番目), 他3名
    • 雑誌名

      International Journal on Interactive Design and Manufacturing

      巻: Vol.3, No.3 号: 3 ページ: 135-146

    • DOI

      10.1007/s12008-009-0071-y

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization-Based Grasp Posture Generation Method of Digital Hand for Virtual Ergonomic Assessment2009

    • 著者名/発表者名
      Yui Endo(1番目), Satoshi Kanai (2番目), Masaaki Mochimaru(5番目), 他3名
    • 雑誌名

      SAE International Journal of Passenger Cars-Electronic and Electrical Systems

      巻: Vol.1 No.1 号: 1 ページ: 590-598

    • DOI

      10.4271/2008-01-1902

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] デジタルハンドとプロダクトモデルとの統合によるエルゴノミック評価システムの開発(第2報)-把持容易性評価機能および把持姿勢の最適化手法-2009

    • 著者名/発表者名
      遠藤維, 金井理, 岸浪建史, 宮田なつき, 河内まき子, 持丸正明
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: Vol.75 No.4 ページ: 548-553

    • NAID

      130000421635

    • URL

      http://ci.nii.acjp/naid/110006613732.

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Database-Driven Grasp Synthesis and Ergonomic Assessment for Handheld Product Design2009

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kawaguchi, Yui Endo and Satoshi Kanai
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: Vol.5620/2009 ページ: 642-652

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3D digital prototyping and usability enhancement of information appliances based on UsiXML2009

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kanai
    • 雑誌名

      International Journal on Interactive Design and Manufacturing Vol.3

      ページ: 201-222

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A prototype manufacturing process for a health care IT appliance : a case study on an artery pulse monitoring system(APMOS)2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Shiroma
    • 雑誌名

      International Journal on Interactive Design and Manufacturing Vol.3

      ページ: 135-146

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] デジタルハンドとプロダクトモデルとの統合によるエルゴノミック評価システムの開発(第2報)-把持容易性評価機能および把持姿勢の最適化手法-2009

    • 著者名/発表者名
      遠藤維
    • 雑誌名

      精密工学会誌 75巻

      ページ: 548-553

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization-Based Grasp Posture Generation Method of Digital Hand for Virtual Ergonomic Assessment2009

    • 著者名/発表者名
      Yui Endo
    • 雑誌名

      SAE International Journal of Passenger Cars-Electronic and Electrical Systems Vol.1

      ページ: 590-598

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Database-Driven Grasp Synthesis and Ergonomic Assessment for Handheld Product Design2009

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kawaguchi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science Vol.5620/2009

      ページ: 642-652

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 筋骨格モデルを備えたデジタルハンドによる物体把持力の推定2012

    • 著者名/発表者名
      清水康友,金井理,伊達宏昭,白土博樹,神島保
    • 学会等名
      2012年度精密工学会春季大会学術講演会講演会
    • URL

      https://www.jstage.jst.go.jp/browse/pscjspe/-char/ja/

    • 発表場所
      首都大学東京,東京都
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 筋骨格モデルを備えたデジタルハンドによる物体把持力の推定2012

    • 著者名/発表者名
      清水康友
    • 学会等名
      2012年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス(東京都,八王子市)
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] An efficient skin deformation based on modified Boussinesq approximation for Digital Hand2012

    • 著者名/発表者名
      Yulai Xie, Hiroaki Date, Satoshi Kanai
    • 学会等名
      2012年度精密工学会春季大会学術講演会講演会
    • URL

      https://www.jstage.jst.go.jp/browse/pscjspe/-char/ja/

    • 発表場所
      首都大学東京,東京都
    • 年月日
      2012-03-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] An efficient skin deformation based on modified Boussinesq approximation for Digital Hand2012

    • 著者名/発表者名
      謝雨来
    • 学会等名
      2012年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス(東京都,八王子市)
    • 年月日
      2012-03-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Simulating deformable contact property of Digital Hand Skin2011

    • 著者名/発表者名
      Yulai Xie
    • 学会等名
      SNU-HU/GCOE Collaborative Workshop on Advanced 3D Modeling and Sensing for Complex Objects and Environments
    • 発表場所
      Seoul National University, (Seoul, Korea)
    • 年月日
      2011-11-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Implementing Deformable Property of Skin in Contact of Digital Hand2011

    • 著者名/発表者名
      謝雨来
    • 学会等名
      2011年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(金沢県・金沢市)
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] デジタルハンドにおける操作力推定の為の指の生体力学モデルの構築(第2報)-生体力学モデルの改善-2011

    • 著者名/発表者名
      清水康友
    • 学会等名
      2011年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(金沢県・金沢市)
    • 年月日
      2011-09-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 手の筋骨格モデルを用いたデジタルハンドによる物体把持力の推定に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      清水康友
    • 学会等名
      2011年度精密工学会北海道支部学術講演会
    • 発表場所
      はこだて未来大学(北海道・函館市)
    • 年月日
      2011-09-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Simulating Deformable Contact Property of Digital Hand Skin2011

    • 著者名/発表者名
      謝雨来
    • 学会等名
      2011年度精密工学会北海道支部学術講演会
    • 発表場所
      はこだて未来大学(北海道・函館市)
    • 年月日
      2011-09-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Constructing a Finger Biomechanical Model for Virtual Ergonomic Assessment in Digital Hand2011

    • 著者名/発表者名
      Yasutomo Shimizu
    • 学会等名
      Asian Conference on Design and Digital Engineering
    • 発表場所
      Hua Ting Hotel Towers, (Shanghai,中国)
    • 年月日
      2011-08-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 3D Digital Prototyping of Information Appliances based on Mixed Reality with Markerless Tracking2011

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kanai
    • 学会等名
      Asian Conference on Design and Digital Eneineering
    • 発表場所
      Hua Ting Hotel Towers, (Shanghai,中国)
    • 年月日
      2011-08-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 3D human hand modeling and its application to virtual ergonomic assessments2011

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kanai
    • 学会等名
      CAD 2011 Conference and Exhibition
    • 発表場所
      Taipei, ROC
    • 年月日
      2011-06-30
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 3D human hand modeling and its application to virtual ergonomic assessments2011

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kanai
    • 学会等名
      CAD 2011 Conference and Exhibition
    • 発表場所
      The Grand Hotel, (Taipei, Taiwan)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] デジタルハンドにおける操作力推定の為の指の生体力学モデルの構築2011

    • 著者名/発表者名
      清水康友
    • 学会等名
      2011年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      東洋大学(東京都・文京区)
    • 年月日
      2011-03-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] MRI-based 3D precise human hand modeling and its application to the ergonomic assessments2010

    • 著者名/発表者名
      Satoshi KANAI
    • 学会等名
      2010 SNU-HU GCOE Collaborative Workshop on Advanced 3D Modeling and Sensing for Complex Objects and Environments
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)(招待)
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] MRIに基づくデジタルハンドの高精度化とその検証2010

    • 著者名/発表者名
      清水康友
    • 学会等名
      2010年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2010-09-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] デジタルハンドとプロダクトモデルとの統合によるアーゴデザイン支援システムの開発(第15報)-多様な製品筐体形状候補に対する効率的な把持姿勢生成-2010

    • 著者名/発表者名
      遠藤維
    • 学会等名
      2010年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2010-09-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] MRI測定に基づくデジタルハンドの高精度化2010

    • 著者名/発表者名
      清水康友
    • 学会等名
      2010年度精密工学会北海道支部学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学(札幌市)
    • 年月日
      2010-09-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Constructing MRI-based 3D Precise Human Hand Models for Product Ergonomic Assessments2010

    • 著者名/発表者名
      Yasutomo Shimizu
    • 学会等名
      2010 Asian Conference on Design and Digital Engineering
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju Hotel, (Jeju,韓国)
    • 年月日
      2010-08-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 計測データに基づくデジタルハンドの高精度表皮変形手法の実現2010

    • 著者名/発表者名
      川口敬介
    • 学会等名
      2010年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      埼玉大学(埼玉県)
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] デジタルハンドとプロダクトモデルとの統合によるアーゴデザイン支援システムの開発(第14報)-動力学シミュレーションを用いた把持姿勢生成手法の改善2010

    • 著者名/発表者名
      遠藤維
    • 学会等名
      2010年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      埼玉大学(埼玉県)
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] デジタルハンドの高精度母指関節運動モデルの実現2009

    • 著者名/発表者名
      川口敬介
    • 学会等名
      2009年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      2009-09-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] デジタルハンドとプロダクトモデルとの統合によるアーゴデザイン支援システムの開発(第13報)-デジタルハンド表皮メッシュ変形手法の改善-2009

    • 著者名/発表者名
      遠藤維
    • 学会等名
      2009年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      2009-09-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] デジタルハンドの高精度母指関節運動モデルの実現2009

    • 著者名/発表者名
      川口敬介
    • 学会等名
      精密工学会北海道支部50周年記念学術講演会
    • 発表場所
      釧路工業高等專門学校(北海道)
    • 年月日
      2009-09-06
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Database-Driven Grasp Synthesis and Ergonomic Assessment for Handheld Product Design2009

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kawaguchi
    • 学会等名
      2nd International Conference on Digital Human Modeling
    • 発表場所
      San Diego(米国)
    • 年月日
      2009-07-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.sdm.ssi.ist.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.sdm.ssi.ist.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.sdm.ssi.ist.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.sdm.ssi.ist.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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