複合知覚支援を伴うバイラテラル遠隔操作システムの開発

• 研究課題/領域番号: 24760239
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 矢代 大祐 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60607323)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: モーションコントロール / ハプティクス / バイラテラル遠隔操作 / ロボティクス / バイラテラル制御 / 触覚 / ネットワーク化制御

研究成果の概要

本研究では、マスタ・スレーブ型ロボットを用いた力覚フィードバック機能を有する遠隔操作システム（バイラテラル遠隔操作システム）の性能向上に成功した。具体的にはA～Cに挙げる3つの機能をバイラテラル遠隔操作システムに付加した。A) バイラテラル遠隔操作のための符号化/復号化器、遅延補償器、通信プロトコルを開発し、鮮明な触覚情報と高精細な視覚情報の伝達を可能にした。B) 視覚情報と触覚情報に基づき、操作者や操作対象の状態を推定する手法を開発した。C) 状態推定値に基づき操作者の動作を機械的に補助する手法を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] むだ時間を有するバイラテラル制御系のマスタ位置制御器設計法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢代大祐, 日恵野直, 弓場井一裕, 駒田諭
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｄ（産業応用部門誌） 巻: 135 号: 3 ページ: 268-275
  • DOI: 10.1541/ieejias.135.268
  • NAID: 130004876899
  • ISSN: 0913-6339, 1348-8163
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Feedback Controller with Low-Pass Filter based Delay Regulation for Networked Control System (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yashiro, Takahiro Yakoh
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Industrial Electronics 巻: Vol.61, Issue 7 号: 7 ページ: 3744-3752
  • DOI: 10.1109/tie.2013.2287214
  • 査読あり
• [雑誌論文] 安定性を考慮した非最小位相系に対するデータ駆動型制御器調整法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 弓場井一裕, 松尾亮太, 矢代大祐, 平井淳之
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｃ（電子・情報・システム部門誌） 巻: 134 号: 12 ページ: 1802-1808
  • DOI: 10.1541/ieejeiss.134.1802
  • NAID: 130004704445
  • ISSN: 0385-4221, 1348-8155
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3次元作業空間における用紙の位置変化にロバストな筆記動作の保存と再現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠山大輔, 矢代大祐, 弓場井一裕, 駒田諭
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｄ（産業応用部門誌） 巻: 134 号: 3 ページ: 308-316
  • DOI: 10.1541/ieejias.134.308
  • NAID: 130003391810
  • ISSN: 0913-6339, 1348-8163
  • 査読あり
• [雑誌論文] End-to-End Flow Controller for Visual-Haptic Communication Under Bandwidth Change (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yashiro, Dapeng Tian, and Takahiro Yakoh
  • 雑誌名: Electronics and Communications in Japan 巻: Vol. 96, No. 11 号: 11 ページ: 26-34
  • DOI: 10.1002/ecj.11516
  • NAID: 10027976331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recognition of Grasping Motion Based on Modal Space Haptic Informati on Using DP Pattern-Matching Algorithm (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nozaki, Takahiro Mizoguchi, Yuki Saito, Daisuke Yashiro, Kouhei Ohnishi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Industrial Informatics 巻: (掲載決定) 号: 4 ページ: 2043-2051
  • DOI: 10.1109/tii.2012.2232934
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recognition of Human Combined Motion from Haptic Information Using Similarly Structured Master and Slave Robot Hands (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Nozaki, T. Mizoguchi, Y. Suzuki, D. Yashiro, and K. Ohnishi
  • 雑誌名: Electronics and Communications in Japan 巻: Vol.96-12 号: 12 ページ: 15-23
  • DOI: 10.1002/ecj.11566
  • 査読あり
• [雑誌論文] 帯域変動を伴う視触覚通信のための端末間フロー制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢代大祐, 田大鵬, 矢向高弘
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｄ（産業応用部門誌） 巻: 132 号: 6 ページ: 600-606
  • DOI: 10.1541/ieejias.132.600
  • NAID: 10030606918
  • ISSN: 0913-6339, 1348-8163
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wireless Haptic Communication UnderVarying Delay by Switching-Channel BilateralControl With Energy Monitor (2012)
  • 著者名/発表者名: Dapeng Tian, Daisuke Yashiro, KouheiOhnishi
  • 雑誌名: IEEE/ASMETransactions on Mechatronics 巻: Vol. 17, No. 3 号: 3 ページ: 488-498
  • DOI: 10.1109/tmech.2012.2187459
  • 査読あり
• [雑誌論文] マスタ・スレーブ同機構型ロボットハンドを用いた触覚情報に基づく人間の複合動作認識 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野崎貴裕, 溝口貴弘, 鈴木祐介, 矢代大祐, 大西公平
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｄ（産業応用部門誌） 巻: 132 号: 9 ページ: 858-864
  • DOI: 10.1541/ieejias.132.858
  • NAID: 10031019660
  • ISSN: 0913-6339, 1348-8163
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Nonlinear Tracking Dfferntial-Estimators: Theory and Practice (2012)
  • 著者名/発表者名: Dapeng Tian, Daisuke Yashiro, and Kouhei Ohnishi
  • 雑誌名: International Journal of Innovative Computing, Information and Control 巻: Vol. 8, No. 12 ページ: 8257-8271
  • 査読あり
• [学会発表] Fixed-order SISO Controller Design for H∞ Loop Shaping Method Using Frequency Responses (2015)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kubo, Kazuhiro Yubai, Alireza Karimi, Daisuke Yashiro, and Junji Hirai
  • 学会等名: IEEE International Conference on Industrial Technology
  • 発表場所: Seville, Spain
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-19
• [学会発表] Suppression of Performance Degradation in a Reconfigurable Robot with Wireless Transmission Based on Quantization Error Observer (2015)
  • 著者名/発表者名: Taichi Mouri, Kazuhiro Yubai, Daisuke Yashiro, and Junji Hirai
  • 学会等名: International Workshop on Sensing, Actuation, and Motion Control
  • 発表場所: Nagoya Institute of Technology, Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-10
• [学会発表] Design of Multivariable Controller Attaining Diagonal Dominance Using Frequency Responses (2015)
  • 著者名/発表者名: Shogo Shinoda, Kazuhiro Yubai, Daisuke Yashiro, and Junji Hirai
  • 学会等名: International Workshop on Sensing, Actuation, and Motion Control
  • 発表場所: Nagoya Institute of Technology, Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-10
• [学会発表] Two Stage Data-Driven Controller Tuning Method Using Closed-Loop Data Considering Closed-Loop Stability (2015)
  • 著者名/発表者名: Haruki Matsumoto, Kazuhiro Yubai, Daisuke Yashiro, and Junji Hirai
  • 学会等名: International Workshop on Sensing, Actuation, and Motion Control
  • 発表場所: Nagoya Institute of Technology, Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-10
• [学会発表] Estimation of Controller Performance Using Information of Local Intelligence for a Reconfigurable Robot (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryota Isobe, Kazuhiro Yubai, Daisuke Yashiro, and Junji Hirai
  • 学会等名: International Workshop on Sensing, Actuation, and Motion Control
  • 発表場所: Nagoya Institute of Technology, Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-10
• [学会発表] Bottleneck Link Bandwidth Estimation Method for Visual-Haptic Communication (2015)
  • 著者名/発表者名: Shingo Yamamoto, Daisuke Yashiro, Kazuhiro Yubai, and Satoshi Komada
  • 学会等名: International Workshop on Sensing, Actuation, and Motion Control
  • 発表場所: Nagoya Institute of Technology, Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-10
• [学会発表] Weight Optimization for H Infinity Loop Shaping Method Using Frequency Response Data of SISO Stable Plant (2015)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kubo, Kazuhiro Yubai, Daisuke Yashiro, and Junji Hirai
  • 学会等名: IEEE International Conference on Mechatronics
  • 発表場所: Nagoya Institute of Technology, Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-03-06 – 2015-03-08
• [学会発表] Design of Suboptimal Weight Using Frequency Responses Guaranteeing Performance Level of Controller for H Infinity Loop Shaping Method (2014)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kubo, Kazuhiro Yubai, Daisuke Yashiro, and Junji Hirai
  • 学会等名: CACS International Automatic Control Conference
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan
  • 年月日: 2014-11-24 – 2014-11-26
• [学会発表] Suppression of Performance Degradation of Reconfigurable Robot by Quantization Error Based on Quantization Error Observer (2014)
  • 著者名/発表者名: Taichi Mouri, Kazuhiro Yubai, Daisuke Yashiro, Junji Hirai, and Roberto Oboe
  • 学会等名: CACS International Automatic Control Conference
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan
  • 年月日: 2014-11-24 – 2014-11-26
• [学会発表] Stability and Transparency of Adaptive Controller Based Four-Channel Bilateral Control System with Communication Delay (2014)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Hieno, Satoshi Komada, Daisuke Yashiro, and Junji Hirai
  • 学会等名: 13th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Link Scheduling for Distributed Control over Synchronous TDMA Network (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yashiro
  • 学会等名: 13th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Visual Control of Musculoskeletal arm Using Multiple Reference Frame including Simple Coordinat Transformation (2014)
  • 著者名/発表者名: Kento Hashimoto, Satoshi Komada, Daisuke Yashiro, and Junji Hirai
  • 学会等名: 13th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Consideration of Tension Limits in Joint Space for 3 Pairs of 6 Tendon Arms with Nonlinear Springs (2014)
  • 著者名/発表者名: Masashi Oishi, Satoshi Komada, Daisuke Yashiro, and Junji Hirai
  • 学会等名: 13th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Rate Control based on Queuing State Observer for Visual-Haptic Communication (2014)
  • 著者名/発表者名: Shingo Yamamoto, Daisuke Yashiro, Kazuhiro Yubai, and Satoshi Komada
  • 学会等名: 13th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] テレハプティクスのための通信技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢代大祐
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: 松山
  • 招待講演
• [学会発表] テレハプティクスのための通信技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢代大祐
  • 学会等名: 電気学会実世界ハプティクス協同研究委員会
  • 発表場所: 松山
  • 招待講演
• [学会発表] Lower Limb Examinations for Muscular Tension Estimation Methods for Each Muscle Group Based on Functionally Different Effective Muscle Theory (2013)
  • 著者名/発表者名: Taiki Nishii, Satoshi Komada, Daisuke Yashiro, and Junji Hirai
  • 学会等名: 35th Annual International IEEE Engineering in Medicine and Biology Conference
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] Control of Musculoskeletal Arm using a Visual Space (2013)
  • 著者名/発表者名: Kento Hashimoto, Satoshi Komada, Daisuke Yashiro, and Junji Hirai
  • 学会等名: International Conference on Instrumentation, Control, Information Technology and System Integration
  • 発表場所: Nagoya, Japan
• [学会発表] Drawing Method of Output Force Distribution of Limbs Using Five Points Measurement (2013)
  • 著者名/発表者名: Shohei Ishida, Satoshi Komada, Daisuke Yashiro, Junji Hirai, and Akinobu Nishimura
  • 学会等名: International Conference on Instrumentation, Control, Information Technology and System Integration
  • 発表場所: Nagoya, Japan
• [学会発表] Design of a PID Controller based on H-infinity Loop Shaping Method using Frequency Response (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Doi, Kazuhiro Yubai, Daisuke Yashiro, Junji Hirai
  • 学会等名: 13th International Conference on Control, Automation and Systems
  • 発表場所: Gwangju, Korea
• [学会発表] A Direct Tuning from Input/Output Data of the Youla Parameter in Consideration of Some Deviated Plants (2013)
  • 著者名/発表者名: Ken Sakakibara, Kazuhiro Yubai, Daisuke Yashiro, Junji Hirai
  • 学会等名: 13th International Conference on Control, Automation and Systems
  • 発表場所: Gwangju, Korea
• [学会発表] Tuning of Controller Parameters by FCbT with Stability Constraints (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryota Matsuo, Kazuhiro Yubai, Daisuke Yashiro, Junji Hirai
  • 学会等名: 13th International Conference on Control, Automation and Systems
  • 発表場所: Gwangju, Korea
• [学会発表] 生活空間での外乱オブザーバの活用を目指して (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢代大祐
  • 学会等名: 電気学会東海支部若手セミナー
  • 発表場所: 名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] 通信制約下での視触覚通信のための画像処理 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢代大祐, 市川陽介, 弓場井一裕, 駒田諭, 平井淳之
  • 学会等名: 電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 触覚通信のため通信機器内のキューの状態推定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本新悟, 矢代大祐, 弓場井一裕, 駒田諭, 平井淳之
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] 視触覚同期通信のための帯域制限を考慮した符号化手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 市川陽介, 矢代大祐, 弓場井一裕, 駒田諭, 平井淳之
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] 動力学を考慮した主動筋・拮抗筋のオンライン筋張力推定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松井康平, 矢代大祐, 弓場井一裕, 駒田諭, 平井淳之
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] 3次元作業空間における用紙の位置変化にロバストな筆記動作の保存と再現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 遠山大輔, 矢代大祐, 弓場井一裕, 駒田諭, 平井淳之
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] 低侵襲手術のための触覚鉗子 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢代大祐
  • 学会等名: 電気学会知覚情報技術委員会『触覚提示デバイスの高度化』調査専門委員会
  • 発表場所: 静岡
  • 招待講演
• [備考] Yashiro Research Group
  • URL: http://www.cc.mie-u.ac.jp/~yashiro/
• [備考] Yashiro Research Group
  • URL: http://www.cc.mie-u.ac.jp/~yashiro/
• [備考] Yashiro Research Group
  • URL: http://www.cc.mie-u.ac.jp/~yashiro/