| 研究課題/領域番号 |
21H04542
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分20:機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
昆陽 雅司 東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (20400301)
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| 研究分担者 |
佐瀬 一弥 東北学院大学, 工学部, 准教授 (20805220)
永野 光 神戸大学, 工学研究科, 助教 (70758127)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)
2023年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
2022年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
2021年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
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| キーワード | 触覚ディスプレイ / 皮膚感覚 / マニピュレーション / 実時間シミュレーション / 多指力覚提示 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ヒトの手による器用な把持・操りにおいて，皮膚感覚がどのように情報処理され，運動制御に利用されているかを理解することは，器用なロボットハンドの実現や，リモート操作のための感覚フィードバック技術などに重要な知見を与える．本研究では，指と対象物との接触を実時間で高速にシミュレーションし，世界最高水準の分布触覚提示技術と多指力覚提示装置の統合により触覚を再現する触覚サイバー・フィジカル・システムを構築して，ヒトの把持・操り戦略を実証論的に調査する．これにより，関連する学術分野に触覚利用の新しい指針を示す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，指と対象物との接触を実時間で高速にシミュレーションし，分布触覚ディスプレイにより皮膚感覚を再現する触覚サイバー・フィジカル・システム（CPS）を構築して，ヒトの把持・操り戦略を実証論的に調査することを目的とする．基盤技術の確立のために，1）吸引刺激を用いた指先32chの世界最高水準の分布触覚提示技術，2）柔軟物体・複数接触・摩擦に対応した実時間高速有限要素シミュレーション技術，3）皮膚感覚と力覚を独立提示可能な多指操作環境を構築した．2指把持を対象とした触覚CPSの実験では，実物体操作と同様の傾向が確認され，接触面の分布的触覚が把持時のなじみの知覚に関与することが示唆された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
触覚サイバー・フィジカル・システムを実現し，分布触覚ディスプレイ，高速変形シミュレーション，複数指に適用可能な多自由度の力覚提示装置などの要素技術を確立した．触覚CPSの実現は，従来，直接観察が困難であったヒトの把持操り運動に伴う皮膚変形と接触面の触覚状容器の活動，および対象物との力学的拘束状態を可視化したり，感覚刺激の条件に直接介入することが可能となる．このような触覚CPS技術は，製品の形状による操作性の評価や，ロボットやVRのリモート操作の支援など，様々な応用技術への発展も期待される．
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