| 研究課題/領域番号 |
17H01775
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
広田 光一 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80273332)
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| 研究分担者 |
田川 和義 愛知工科大学, 工学部, 教授(移行) (40401319)
小森 優 滋賀医科大学, 医学部, 非常勤講師 (80186824)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | VR手モデル / 把持操作 / バーチャルリアリティ / インタラクション / ヒューマンインタフェース |
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| 研究実績の概要 |
(1-a)リンクモデル構築手法の開発
MRI画像から骨とそれ以外の組織の境界を抽出することで骨形状を得て、これをもとにリンクモデルを構築する手法を開発した。2枚の画像間で間接に関係する骨のマッチングを行うことで、関節の回転軸を得ることできる。1自由度の関節（主にIP関節）については、回転軸を比較的精度よく推定できることを確認した。2自由度以上をもつ関節（主に母指CMCおよびそれ以外のMCP関節）については、ユーザの補助により軸を決定するものとした。
(1-b)手姿勢推定手法の改良
指の爪および手の甲の位置姿勢から手姿勢を推定する手法の検討を行った。爪に磁気センサを取り付けることで指尖骨の位置・姿勢を計測する。また、手の甲について同様の計測を行う。これらをもとに逆運動学計算を行うことで各関節の角度を推定できることを確認した。手モデルと実際の手が異なる場合について逆運動学推定の誤差の評価を試みたが、被験者が少ないこともあり、系統的な分析はできていない。
(2-b)変形特性推定手法の開発
上の(1-a)で得られたリンクモデルと骨および皮膚の形状から生成された変形モデルとを統合することで、姿勢変化（関節角変化）が可能な手モデルを構築した。関節の屈曲による変形について、MRI画像をと変形手モデルとの比較を試みた。これらの違いは、上のリンクモデルの推定と皮膚の変形モデルの特性の両方の影響を受け、これまでの検討では両者を分離して評価することが難しいことがわかり、対応を検討している。
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| 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
MRI画像から手モデルを構築するために、リンク構造の推定とメッシュモデルの構築が不可避的な技術要素であり、本研究の中心的課題でもある。今年度の検討により、これらの技術をある程度確立することができたと考えている。後述のように、評価に関する予定の変更はあるものの、昨年度の遅れをおよそ取り戻すことができ、概ね順調であると考えている。成果の発表については、次年度に努力したいと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
(1-a)リンクモデル構築手法の開発
2自由度以上の関節については、2枚の画像では回転中心を推定することができない。次年度は3枚以上の画像を利用する手法について検討する予定である。
(1-b)手姿勢推定手法の改良
MRI画像の撮影時に指先にマーカーを取り付けることで、爪の位置の計測精度の向上を試みる予定である。これにより、時期センサの取り付けに伴う誤差を軽減できることが期待される。
(2-b)変形特性推定手法の開発
MRI撮影に必要とされる比較的な長時間に安定に力を作用すること、力の条件を変化させて複数回の撮影を行うことが難しいため、力作用による変形の評価ではなく関節の屈曲に伴う変形について、MRI画像と構築された手モデルとの比較を行うことを考えている。
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