テレコピーロボットを用いた遠隔地間における運動と力覚の複製

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H03937
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 三好 孝典 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10345952)
• 研究分担者: 今村 孝 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (10422809) ; 上 泰 明石工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20413809) ; 真下 智昭 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 准教授 (20600654) ; 石橋 豊 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40252308) ; 小山 慎哉 函館工業高等専門学校, 生産システム工学科, 准教授 (50435385) ; 上木 諭 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (50467213) ; 寺嶋 一彦 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60159043) ; 兼重 明宏 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70224615) ; 青木 悠祐 沼津工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (70584259) ; 北川 秀夫 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (80224955) ; 三枝 亮 豊橋技術科学大学, 人間・ロボット共生リサーチセンター, 特任准教授 (80386606) ; 大場 譲 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (80455104) ; 河合 康典 石川工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90413765)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 遠隔制御 / マルチラテラル制御 / 力学的インタラクション

研究実績の概要

マスターである人間の運動や力覚を遠隔地において忠実に再現するロボットを，テレコピーロボットと定義する．インターネットなどの通信遅延を有する環境において，マスターとテレコピーロボット群（それらのマスターは遠隔地に存在する）の間に生じる運動と力の相互作用を遠隔地間で複製し，人間・ロボット混在の力学的集団コミュニケーションを実現する．この目標のために，人間・ロボット間の力学的相互作用の特性を定量的に明らかにすることが本研究の目的である．
本年度末時点で，年初計画に掲げた１．位置・力制御プログラムの作成と動作確認：コピーロボットの腕部の位置と発揮する力を制御するプログラムをロボットに組み込み，正常に動作するか検証実験を行うこと，２．全方向移動台車と組み合わせ，台車を運動させながらコピーロボットが所定の位置に位置決めされ，所定の力を発揮できること，３．遠隔コロニー間での遠隔制御実験：上記で構築したシステムをインターネット間通信で理論通りに実現できているかを確認すること，特に (a)コピーロボットが遠隔地のマスターの運動を正確に復元できているか， (b)コピーロボットが遠隔地のマスターの受ける力を正確に再現できているか， (c)コピーロボットが安定して運動できているか， (d)マスターは違和感なくコピーロボットと運動の共有を行えるか（官能的な評価）などの項目を概ね計画通りに実施・実験することができた．
以上により，コピーロボットが人間の運動を模擬し，マスター同士が目前のコピーロボットを通じてあたかも遠隔地のマスターと直接力学的インタラクションをしているかのような体験が実現可能であることが実証された．

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A Passivity-Based System Design of Semi-autonomous Cooperative Robotic Swarm (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Hatanaka, N. Chopra, J. Yamauchi, M. Doi, Y. Kawai and M. Fujita
  • 雑誌名: ASME DSC Magazine 巻: Vol. 5, No. 2 ページ: pp. 14-18
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Design of liquid container transport control system with overhead traveling crane (2017)
  • 著者名/発表者名: UEKI Satoshi、YAMAUCHI Yu、KANESHIGE Akihiro、MIYOSHI Takanori、TERASHIMA Kazuhiko
  • 雑誌名: Transactions of the JSME (in Japanese) 巻: 83 巻 855 号 ページ: p. 17-00237
  • DOI: https://doi.org/10.1299/transjsme.17-00237
  • 査読あり
• [雑誌論文] 五感情報通信における嗅覚の効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 黄平国, 石橋豊
  • 雑誌名: Aroma Research 巻: vol. 18, no. 4 ページ: pp. 380-385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fairness assessment in networked games with olfactory and haptic senses (2017)
  • 著者名/発表者名: P. Huang, Y. Ishibashi, and K. Psannis
  • 雑誌名: International Journal of Communications, Network and System Sciences (IJCNS) 巻: vol. 10, no. 8 ページ: pp. 173-186
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] QoE assessment of fairness between players in networked virtual 3D object identification game using haptic, olfactory, and auditory senses (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Arima, M. Sithu, and Y. Ishibashi
  • 雑誌名: International Journal of Communications, Network and System Sciences (IJCNS) 巻: vol. 10, no. 7 ページ: pp. 129-141
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Novel Automated Construction Method of Signal Fingerprint Database for Mobile Robot Wireless Positioning System (2017)
  • 著者名/発表者名: Abdul Halim Ismail, Yuki Mizushiri, Ryosuke Tasaki, Hideo Kitagawa, Takanori Miyoshi, and Kazuhiko Terashima
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology 巻: Vol.11 No.3 ページ: pp. 459-471
  • DOI: http://doi.org/10.1299/transjsme.17-00237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transfeering wireless high update rate supermedia streams over IoT (2017)
  • 著者名/発表者名: G. Kokkonis, K. E. Psannis, M. Roumeliotis, Y. Ishibashii, B.-G. Kim, and A. G. Constantinides
  • 雑誌名: New Advances in the Internet of Things (Eds. R. Y. Yagar and J. P. Espada) 巻: Chap.6 ページ: pp.93-103
  • DOI: 10.1007/978-3-319-58190-3_6
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Assessment of weight perception with haptics in networked virtual environment (2018)
  • 著者名/発表者名: D. Osada, Y. Ishibashi, P. Huang, and Y. Tateiwa
  • 学会等名: IEEE The 3rd International Conference on Computer and Communication Systems (ICCCS)
  • 国際学会
• [学会発表] A formulation of remote robot system by using difference differential equation (2018)
  • 著者名/発表者名: H. Watanabe, Y. Ishibashi, and P. Huang
  • 学会等名: IEEE The 3rd International Conference on Computer and Communication Systems (ICCCS)
  • 国際学会
• [学会発表] 力覚を用いた遠隔ロボットシステムにおけるネットワーク遅延が人との協調作業の効率に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 豊田裕一, 石橋豊, 黄平国, 立岩佑一郎, 渡邉均
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
• [学会発表] Switching between stabilization control by viscosity and reaction force control upon hitting in remote robot system with haptics (2018)
  • 著者名/発表者名: Q. Qian, Y. Toyoda, Y. Ishibashi, P. Huang, and Y. Tateiwa
  • 学会等名: IEICE Global Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 力覚を用いた遠隔制御システムにおける粘弾性の適応制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 阿部拓哉, 小松佑輔, 大西仁, 石橋豊
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
• [学会発表] 力覚を用いた遠隔ロボットシステム間の協調作業実験 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田口英次郎, 石橋豊, 黄平国, 立岩佑一郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
• [学会発表] 遠隔制御システムにおける粘弾性の適応制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小松佑輔, 大西仁, 石橋豊
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
• [学会発表] 力覚を用いた遠隔ロボットシステムにおける物体の柔らかさの評価: 衝突時反力制御と安定化制御の比較 (2018)
  • 著者名/発表者名: 有馬僚, 黄平国, 石橋豊, 立岩佑一郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
• [学会発表] Experiment of Handwritten Tele-communication System between Hawaii and Toyohashi (2018)
  • 著者名/発表者名: Takanori Miyoshi and Shogo Hamada
  • 学会等名: IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan, 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 非線形外乱オブザーバを用いた環境に対する位置と力のハイブリッド制御, (2017)
  • 著者名/発表者名: 上木 諭, 毛利 哲也, 川崎 晴久,
  • 学会等名: 第18回 計測自動制御学会 (SICE) システムインテグレーション部門講演会(SI2017)
• [学会発表] Nonlinear Disturbance Observer for Object Grasping/Manipulation by Multi-Fingered Robot Hand, (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Ueki, Tetsuya Mouri, Haruhisa Kawasaki,
  • 学会等名: Preprints of the 20th IFAC World Congress,
  • 国際学会
• [学会発表] Bilateral Tele-operated Hand Robot with Communicational Time Delay, (2017)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Mouri, Haruhisa Kawasaki, Satoshi Ueki,
  • 学会等名: Preprints of the 20th IFAC World Congress, , Toulouse, France, 9-14 July, pp.13260-13265 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Simulation of Standing Upright Control of an Inverted Pendulum using Inertia Rotor and the Swing Type Inverted Pendulum for Engineering Education (2017)
  • 著者名/発表者名: Junichi SUGAYA, Yuzuru OHBA, Toshiyuki KANMACHI
  • 学会等名: The 9th International Conference on Information Technology and Electrical Engineering (ICITEE 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] "遠隔地での力覚を再現するロボットの位置センサシステムの開発" (2017)
  • 著者名/発表者名: 前田充,大場譲,三好孝典
  • 学会等名: 平成29年電気学会産業応用部門大会
• [学会発表] FES-assisted Cycling with Velocity Tracking Control for Hemiparesis Rehabilitation (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Kushima, H. Kawai, T. Murao, Y. Kawai, M. Kishitani, R. Suzuki, and M. Fujita
  • 学会等名: Proc. of The 2017 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
  • 国際学会
• [学会発表] Written Communication System based on Multilateral Teleoperation using Robust Control (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasunori Kawai, Takanori Miyoshi, and Masayuki Fujita
  • 学会等名: 2017 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
  • 国際学会
• [学会発表] Tele-Rehabilitation System for Human Lower Limb using Electrical Stimulation based on Bilateral Teleoperation (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasunori Kawai, Kenya Honda, Hiroyuki Kawai, Takanori Miyoshi, and Masayuki Fujita
  • 学会等名: 2017 IEEE Conference on Control Technology and Applications
  • 国際学会
• [学会発表] Robust Sliding Mode Control with Integral Sliding Surface of an Under actuated Rotary Hook System， (2017)
  • 著者名/発表者名: Ho Duc Tho，田崎良佑，兼重明宏，三好孝典，寺嶋一彦，
  • 学会等名: Proc. of the IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM2017),
• [学会発表] Robust Controller Design with Fixed-order Controllers Using FNFR Models (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakamoto, E. Nobuyama and Y. Kami
  • 学会等名: Proc. The 2017 Asian Control Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 有限個周波数応答モデルを用いたロバストI-PD制御器の設計 (2017)
  • 著者名/発表者名: 向山，延山，上
  • 学会等名: 第60回自動制御連合講演会
• [学会発表] Influence of network delay on human perception of weight in virtaul environment (2017)
  • 著者名/発表者名: P. Huang, R. Arima, and Y. Ishibashi
  • 学会等名: The 3rd IEEE International Conference on Computer and Communications (ICCC)
  • 国際学会
• [学会発表] Adaptive control of viscosity in remote control system with force feedback (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Komatsu, H. Ohnishi, and Y. Ishibashi
  • 学会等名: IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (ICCE-TW)
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of 3D objects with haptic, olfactory, and auditory senses in virtual environment (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Sithu and Y. Ishibashi
  • 学会等名: IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (ICCE-TW)
  • 国際学会
• [学会発表] Performance evaluation of transport protocols for real-time supermedia - HEVC streams over the Internet (2017)
  • 著者名/発表者名: G. Kokkonis, K. E. Psannis, M. Roumeliotis, P. Nikopolitidis, and Y. Ishibashi
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting (BMSB)
  • 国際学会
• [学会発表] 遠隔ロボットシステムの安定化制御における力覚品質の改善 (2017)
  • 著者名/発表者名: 黄平国, 豊田裕一, 田口英次郎, 三好孝典, 石橋豊
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
• [学会発表] 遠隔ロボットシステムにおける粘性による安定化制御の効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 力石貴文, 石橋豊, 黄平国, 三好孝典, 大西仁, 立岩佑一郎, K. E. Psannis, 渡邉均
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
• [学会発表] 粘性の適応制御における最適な粘性係数の変更方法の影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小松佑輔, 大西仁, 石橋豊
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
• [学会発表] 分散仮想環境における力覚による重さ知覚のQoE評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長田大輝, 石橋豊, 黄平国, 立岩佑一郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
• [学会発表] Stabilization control by viscosity in remote robot system with haptics (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Rikiishi, Y. Ishibashi, P. Huang, T. Miyoshi, H. Ohnishi, Y. Tateiwa, K. E. Psannis, and H. Watanabe
  • 学会等名: IEICE Society Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 力覚メディア・ビデオを用いた遠隔制御システムにおけるネットワーク遅延揺らぎが粘性に与える影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 阿部拓哉, 小松佑輔, 大西仁, 石橋豊
  • 学会等名: 電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
• [学会発表] 力覚フィードバックを用いた遠隔ロボット制御における粘性が操作性に及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 豊田裕一, 力石貴文, 石橋豊
  • 学会等名: 電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
• [学会発表] 力覚フィードバックを用いた遠隔ロボット制御における物体の柔らかさの識別実験 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田口英次郎, 有馬僚, 石橋豊
  • 学会等名: 電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
• [学会発表] 分散仮想環境における非対称なネットワーク遅延が重さ知覚に及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長田大輝, 有馬僚, 石橋豊, 黄平国
  • 学会等名: 電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
• [学会発表] 力覚を用いた遠隔ロボットシステムにおける物体の柔らかさの識別実験: 安定化制御の効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田口英次郎, 石橋豊, 黄平国
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
• [学会発表] "Solutions for inter-connectivity and security in a smart hospital building" (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Plageras, C. Stergiou, K. E. Psannis, B.-G. Kim, B. Gupta, and Y. Ishibashi
  • 学会等名: Proc. the 15th IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN)
  • 国際学会
• [学会発表] "Architecture for security monitoring in IoT environments," (2017)
  • 著者名/発表者名: C. Stergiou, K. E. Psannis, A. P. Plageras, G. Kokkonis, and Y. Ishibashi,
  • 学会等名: Proc. 2017 IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE)
  • 国際学会
• [学会発表] Development of handwritten tele-communication system for the Deaf-blind based on the multi-lateral control (2017)
  • 著者名/発表者名: Shogo Hamada, Yudai Kawasaki, Takanori Miyoshi, Kazuhiko Terashima
  • 学会等名: International Conference on Intelligent Systems and Image Processing 2017(ICISIP2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Stability Analysis of Haptic Tele-operation Using Surgical Robot IBIS (2017)
  • 著者名/発表者名: Takanori Miyoshi, Tsukahara Fumiya, Kentaro Tanaka,Takahiro Kanno, Kenji Kawashima
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Biomedical Engineering
  • 国際学会
• [備考] 豊橋技術科学大学システム制御研究室HP
  • URL: http://www.syscon.me.tut.ac.jp/