| 研究概要 |
本研究は,ゴムのような柔軟なシートを用い,人体などの柔らかい物体の仮想的な視覚・触覚を提示するシステムの開発を目的とする.本年度の研究実績の概要は以下の通りである.
(1)触覚ディスプレイの構築:柔軟なシートは,きつく張ると固くなり,緩めれば柔らかくなる.よって,シートに直接触ることで,仮想柔軟物体の感触(柔らかさ)を感じることができる.そこで,ロボットとそれを制御するコンピュータからなるロボット制御系を2組用意し,2台のロボットの先端に1枚の透明柔軟シートを結合して触覚ディスプレイを構成した.次に,2台のロボットでシートを両端から引っ張り,張力を加えてシートの柔らかさを可変にする制御を実装した.また,空間上の指先位置をカメラで計測し、指の動きに応じてシートが仮想物体の接平面になるように移動させる制御方法を開発した.これにより,平面状のシートを用いて立体(円筒面)を指先で撫でる感触を実現できた.
(2)視覚提示法の開発:仮想柔軟物体の変形CG画像を視覚提示する方法を開発した.この方法では,空間上の指先位置をカメラで計測し,仮想物体上の押し込み量を求める.有限要素法により仮想物体の変形を計算し,変形した仮想物体のCG画像を表示する.(1)の触覚ディスプレイと融合させ,円筒面を指先で押し込む場合や撫でる動作の視覚・触覚提示を実現した.また,CG画像の立体視化を行い,立体視用メガネを装着してこれを見ることで,立体感のある変形をリアルタイムで観察できる方法も実装した.
(3)弾性体モデル作成方法の検討:人体などの柔らかい物体の仮想的な視覚・触覚を提示するには,対象物の形状と弾性(柔らかさ)のデータが必要となる.そこで,腕などの人体の一部を対象に,形状と弾性を計測する方法を検討した.
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