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2017 年度 実績報告書

不随意運動制御による運動教示システムの実現

研究課題

研究課題/領域番号 16J09326
研究機関電気通信大学

研究代表者

中村 拓人  電気通信大学, 情報理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
キーワードハンガー反射 / 擬似力覚 / 不随意運動 / 触覚
研究実績の概要

本研究は主にスポーツの姿勢や動きといったフォームの教示・学習の際の主体性を失わない学習システムの実現が目的である。手法として、本研究ではヒトの錯覚を利用した不随意運動や知覚として力を感じる疑似力覚を利用する。特に特定部位への圧迫により対象部位が回旋してしまうほど強い疑似力覚生じる「ハンガー反射」現象に着目した。本現象は頭部・手首・足首・腰部で確認されており、圧迫によって生じる皮膚のせん断変形が発生に寄与していることが確認されている。さらに、昨年度の成果として、ハンガー反射現象下の部位に振動刺激を重畳すると、知覚する力覚が増加することが確認されている。
そこで、昨年度から巻取り機構を用いた振動及び皮膚変形を提示するデバイスを開発している。デバイスは2つのDCモータと軽量なベルトで構成され、ベルトが対象部位にふれることで触覚提示を行う。DCモータに正弦波などのAC信号を印加すると振動提示が行われ、DC信号を印加するとベルトが一方向に巻き取られ皮膚を変形される。本デバイスを用いて、ハンガー反射に必要な皮膚変形を発生させつつ、振動刺激を重畳することで強い力覚を提示することが可能となる。さらに本年度はベルト巻取りを利用した振動及び力覚を提示するデバイスの改良と応用を行った。デバイスはスマートフォン、手首、頭部へ応用し、アプリケーションの開発を行った。申請書に記載した手首への力覚提示デバイスの開発を行ったことになる。これは、今後の姿勢や動きの教示を行うための装置であり、手首以外の部位にも手法を適用することで、適用可能な動きを増やすことが可能となった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は昨年度開発したベルト巻取りを用いた疑似力覚提示装置の改善とアプリケーション開発を行った。今年度の終わりより、実際にゴルフのパターへの応用を試しており、今後も引き続き行っていく。また、ベルト巻取りを用いた力覚提示装置をスマートフォンや頭などにも応用しており、アプリケーションの開発なども並行して行った。当初予定していたハンガー反射現象の解明についても進んでいるため、概ね順調に進展していると判断する。

今後の研究の推進方策

今年度でゴルフのパターへの応用を行う実験を開始した。翌年度は引き続き手首に装着したデバイスによって手首回旋方向の擬似力覚を提示し、ゴルフパターのぼーる到達位置への影響を調査する。また、教示のタイミングや強度などの検討を行い、適切な教示パタメータを調査していく。さらに、デバイス適用群と非適用群で学習効率を比較し、システムの有用性を調査していく。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ハンガー反射下の手首への振動重畳による力知覚増強現象2018

    • 著者名/発表者名
      中村拓人, 梶本裕之
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 23 ページ: 35-43

    • DOI

      https://doi.org/10.18974/tvrsj.23.1_35

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ベルト巻取りを用いた広帯域省エネルギー振動提示2018

    • 著者名/発表者名
      中村拓人、ヤェムヴィボル、梶本裕之
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 59 ページ: 1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 腰ハンガー反射を用いた歩行ナビゲーションにおける教示の影響2017

    • 著者名/発表者名
      今 悠気, 中村 拓人, 梶本 裕之
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 22 ページ: 335-344

    • DOI

      https://doi.org/10.18974/tvrsj.22.3_335

    • 査読あり
  • [学会発表] 指先の触角を前腕に提示するウェアラブルデバイスの開発第2報:温度提示の付与2018

    • 著者名/発表者名
      森山, 西, 櫻木, 中村, 梶本
    • 学会等名
      第22回一般社団法人情報処理学会インタラクション2018
  • [学会発表] Development of a Wearable Haptics Device that Presents the Haptics Sensation of the Fingerpad to the Forearm2018

    • 著者名/発表者名
      T.K.Moriyama, N. Ayaka, R. Sakuragi, T. Nakamnura, H. Kajimoto
    • 学会等名
      IEEE Haptics Symposium 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] A Touch Panel for Presenting Softness with a Virtual Image2018

    • 著者名/発表者名
      K. A. Murata, E. Oishi, T. Nakamura, H. Kajimoto, T. Sano, M. Naya
    • 学会等名
      IEEE Haptics Symposium 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] モバイルデバイスのためのベルト巻取り機構を用いた省エネルギーでの振動提示2017

    • 著者名/発表者名
      中村, Yem, 梶本
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
  • [学会発表] ハンガー反射を用いた力覚・運動提示内蔵型HMD2017

    • 著者名/発表者名
      今, 中村, 梶本
    • 学会等名
      CEDEC2017
  • [学会発表] 実物の立体像に対する視触覚重畳2017

    • 著者名/発表者名
      村田,大石,中村,梶本,佐野貴洋,納谷昌之
    • 学会等名
      第22回日本バーチャルリアリティ学会大会
  • [学会発表] 指先の触覚を前腕に提示するウェアラブルデバイスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      森山,西,中村,梶本
    • 学会等名
      第22回日本バーチャルリアリティ学会大会
  • [学会発表] HangerOVER: Mechanism of Controlling the Hanger Reflex Using Air Balloon for HMD Embedded Haptic Display2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kon, T. Nakamura, V. Yem, H. Kajimoto
    • 学会等名
      IEEEVR2018
    • 国際学会
  • [学会発表] HapPull: Enhancement of self-motion by Pulling Clothes2017

    • 著者名/発表者名
      E. Oishi, M. Koge, T. Nakamura, H. Kajimoto
    • 学会等名
      14th International Conference on Advances in Computer Entertainment Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] HapBelt: Haptic display for presenting vibrotactile and force sense using belt winding mechanism2017

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, V. Yem, H. Kajimoto
    • 学会等名
      ACM SIGGRAPH ASIA 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] HangerON: A Belt-type Human Walking Controller Using the Hanger Reflex Haptic Illusion2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kon, T. Nakamura, H. Kajimoto
    • 学会等名
      ACM SIGGRAPH 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] HangerOVER:HMD-Embedded Haptics Display With Hanger Reflex2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kon, T. Nakamura, H. Kajimoto
    • 学会等名
      ACM SIGGRAPH 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Energy-Efficient Vibrotactile Presentation for Mobile Devices Using Belt Winding2017

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, V. Yem, H. Kajimoto
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Interpretation of Navigation Information Modulates the Effect of the Waist-Type Hanger Reflex on Walking2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kon, T. Nakamura, H. Kajimoto
    • 学会等名
      IEEE 3DUI2017
    • 国際学会
  • [備考] Takuto Nakamura's Page

    • URL

      http://kaji-lab.jp/ja/index.php?n.takuto

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公開日: 2018-12-17  

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