2020 年度研究成果報告書

スレーブ側に一切センサーを持たないリアルハプティクスシステムの実現

研究課題

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研究課題/領域番号	18H01433
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分21010:電力工学関連
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	大西公平慶應義塾大学, グローバルリサーチインスティテュート(三田), 特任教授 (80137984)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	ハプティクス / センサレス
研究成果の概要	遠隔側の環境によっては位置検出器も省略して力触覚伝送を行いたい要求がある。DCサーボモータを用いる場合は電機子回路の電流・電圧信号を用いて力触覚信号の推定が可能であることを示した。ただし、位置推定に定常誤差を生じるので、機械的な参照位置が必要になる。DCブラシレスモータの場合は磁極信号に基づき、力触覚信号が推定可能になる。特に定常状態では位置、力ともほとんど誤差が無く実用上十分な精度を持つ。過渡状態では多少の誤差が見積もられるが、この誤差は制御サンプル時間の数倍の時間内で0に収束する。バイラテラル制御実験では問題なく力触覚伝送が可能であった。
自由記述の分野	電気電子工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	力触覚伝送はHadamard変換と加速度制御を組み合わせることで可能になる。従って、本質的には力検出器は不要であるが位置検出器を必要とする。遠隔側の環境が高温、高圧といった厳しい場合は位置検出器も省略したいという実用上の要求がある。これに対し、本提案手法はアクチュエータの特性を利用して力触覚信号と位置信号を推定することで、センサが無くても力触覚を有する遠隔操作が可能であることを示したもので、将来の深海、宇宙などにおける遠隔操作ロボットの応用に道を拓くものである。