多指ハプティックインターフェイスによる手技伝達に関する研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360190
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 制御工学
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 川崎 晴久 岐阜大学, 工学部, 教授 (40224761)
• 研究分担者: 遠藤 孝浩 岐阜大学, 工学部, 助教 (70432185)
• 連携研究者: 西本 裕 岐阜大学, 医学部, 教授 (20208234) ; 川口 順敬 岐阜大学, 医学部, 教授 (50252135) ; 上木 諭 岐阜大学, VSL, 研究員 (50467213)
• 研究協力者: ダニュラティス ビータス カウナス工科大学, 情報学部, 講師
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: ハプティックインターフェイス / 力覚 / 手技伝達 / VR訓練システム

研究概要

医療における触診や鋏・メスなどの道具を操作する手技は、熟練を要する。手技の学習では、見様見真似が伝統的手法であるが、訓練者には難しい。この問題の解決に向けて、バーチャルリアリティ環境に生体モデルを構築した手技の学習システムの研究があるが、これまで5本の指を対象とした研究は皆無である。こうした背景をもとに、多指ハプティックインターフェイスによる手技伝達に関する基礎的な研究を行ない、人間の指先での3次元的な力の知覚能力を明らかにし、人間とインターフェイスのダイナミックスを考慮した制御法、手技の伝達に効果的な手法、道具デバイスの可操作性を最適とする装着法、摩擦を考慮した触覚レンダリング法等を研究開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Human Perception Test of Discontinuous Force and a Trial of Skill Transfer Using a Five-Fingered Haptic Interface (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, T. Kanno, M. Kobayashi, H. Kawasaki
  • 雑誌名: Journal of Robotics (in Press)
• [雑誌論文] 力覚提示における有限要素法を用いた柔軟物体の把持操作 (2009)
  • 著者名/発表者名: 横山哲也, 山田俊郎, 棚橋英樹, 川崎晴久
  • 雑誌名: 日本バーチャルリアリティ学会論文誌 Vol.14,No.4 ページ: 501-510
• [雑誌論文] Multi-Fingered Haptic Interface Robot and Its Application Systems (2009)
  • 著者名/発表者名: Haruhisa Kawasaki
  • 雑誌名: Solid State Phenomena Vol.144(online at) ページ: 1-8
  • URL: http://www.scientific.net
• [雑誌論文] Control of Multi-Fingered Haptic Interface Robot for Reducing Feelings of Insecurity in Operator (2007)
  • 著者名/発表者名: Haruhisa Kawasaki, Tetsuya Mouri
  • 雑誌名: Mechatronics and robotics (M&R 2007) 10 ページ: 2-5
• [雑誌論文] Design and Control of Five-Fingered haptic Interface Opposite to Human Hand (2007)
  • 著者名/発表者名: Haruhisa Kawasaki, Tetsuya Mouri
  • 雑誌名: IEEE Transaction On Robotics Vol.23,No.5 ページ: 909-918
• [学会発表] Collision Avoidance Control for a Multi-Fingered Bimanual Haptic Interface (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Endo, Takashi Yoshikawa, Haruhisa Kawasaki
  • 学会等名: Proc. of EuroHaptics 2010
  • 発表場所: Amsterdam(accepted)
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] Hand Haptic Interface Consisting of 1D Finger Pad Force Display and 3D Fingertip Force Display (2010)
  • 著者名/発表者名: Haruhisa Kawasaki, Yasuhiko Doi, Shinya Koide, Takahiro Endo, Tetsuya Mouri
  • 学会等名: Proc. of IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE 2010)
  • 発表場所: Bari(to be appeared)
  • 年月日: 2010-07-04
• [学会発表] Multi-Fingered Bimanual Haptic Interface with Three-Dimensional Force Presentation (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yoshikawa, Takahiro Endo, Tatsunari Maeno, Haruhisa Kawasaki
  • 学会等名: Preprints of the 9th International
  • 年月日: 20090909-20090912
• [学会発表] Masato Matsumura, and Kazumi Koketsu, Five-Fingered Haptic Interface Robot: HIRO III (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Endo, Haruhisa Kawasaki, Tetsuya Mouri, Yasutoshi Doi, Tetsunori Yoshida, Yasuhiko Ishigure, Hisayuki Shimomura, Masato Matsumura, Kazumi Koketsu
  • 学会等名: Proc. of World
  • 発表場所: Haptics
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 両腕HIROシステムの研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉川貴支, 遠藤孝浩, 川崎晴久
  • 学会等名: 日本機械学会東海支部第58期総会講演会講演論文集
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] ダイナミクスを考慮したハブティックインターフェイス制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村友紀, 川崎晴久, 遠藤孝治
  • 学会等名: 日本機械学会東海支部第58期総会講演会講演論文集
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] 多指力覚提示装置による力の大きさと方向を考慮した力覚情報の伝達 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林真奈, 遠藤孝浩, 川崎晴久
  • 学会等名: 第10回計測自動制御学会si部門講演会予稿集
  • 発表場所: CD-ROM
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] 動的補償を考慮した多指ハプティックインターフェイスの高精度制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村友紀, 遠藤孝浩, 川崎晴久
  • 学会等名: 第10回計測自動制御学会si部門講演会予稿集
  • 発表場所: CD-ROM
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] 通信遅延を考慮した仮想空間における遠隔共同作業 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山川智久, 毛利哲也, 川崎晴久, 遠藤孝浩
  • 学会等名: 第10回計測自動制御学会si部門講演会予稿集
  • 発表場所: CD-ROM
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] 人間の両手指に3軸方向の力を提示可能な両腕多指ハプティックインターフェイス (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉川貴支, 遠藤孝浩, 川崎晴久
  • 学会等名: 第27回日本ロボット学会学術講演会予稿集
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] 多指ハプティックインターフェイスロボットHIROIIIと省配線制御システム (2009)
  • 著者名/発表者名: 遠藤孝浩, 川崎晴久, 毛利哲也, 石榑康彦, 松村雅人, 纐纈和美, 下村尚之
  • 学会等名: 第27回日本ロボット学会学術講演会予稿集
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] 摩擦モーメント提示デバイスを用いたVR環境での物体操作 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小出真也, 川崎晴久, 毛利哲也
  • 学会等名: 第27回日本ロボット学会学術講演会予稿集
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Haptic Teleoperation of Humanoid Robot Hand Using Three- Dimensional Force Feedback (2009)
  • 著者名/発表者名: Mai Mishima, Haruhisa Kawasaki, Tetsuya Mouri, Takahiro Endo
  • 学会等名: Preprints of the 9th International Symposium on Robot Control (SYROCO' '09)
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 多指触覚インターフェイスを用いた仮想空間における遠隔共同作業 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉田哲基, 毛利哲也, 川崎晴久, 遠藤孝浩
  • 学会等名: 第9回システムインテグレーション部門講演会(SI2008)
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 20081205-20081207
• [学会発表] 多指ハプティックインターフェイスによる人間型ロボットハンドの遠隔制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三嶋麻衣, 川崎晴久, 毛利哲也, 遠藤孝浩
  • 学会等名: 第9回システムインテグレーション部門講演会(SI2008)
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 20081205-20081207
• [学会発表] 対向型多指ハプティックインターフェイスとハサミデバイスによる柔軟物体の切断 (2008)
  • 著者名/発表者名: 前野達成, 遠藤孝浩, 川崎晴久
  • 学会等名: 日本バーチャルリアリティ学会第13回大会論文集
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 20080924-20080926
• [学会発表] FPGA-Based Control for the Wire-Saving of five-Fingered Haptic Interface (2008)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Endo, Yuki Kawachi, Haruhisa Kawasaki, Tetsuya Mouri
  • 学会等名: Proc. Of Euro Haptics 2008
  • 年月日: 20080611-20080613
• [学会発表] 小型省配線化と低摩擦化を目指したハプティックハンド (2008)
  • 著者名/発表者名: 土肥康俊, 川崎晴久, 遠藤孝浩, 河地勇毅, 毛利哲也
  • 学会等名: ROBOMEC 2008予稿集
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20080605-20080607
• [学会発表] 有限要素法を用いた柔軟物体の把持操作における重心位置および姿勢算出方法の検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 横山哲也, 棚橋英樹, 川崎晴久
  • 学会等名: ROBOMEC 2008予稿集
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20080605-20080607
• [学会発表] Development of Haptic Device to Display Frictional Moment Proc. of Distributed Human-Machine (2008)
  • 著者名/発表者名: Haruhisa Kawasaki, Yoshio Ohtuka, Tetsuya Mouri
  • 学会等名: Systems (DHM 2008)
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] 複雑タスクを対象とした動作意図解析によるVR教示の研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 古川知洋, 川崎晴久, 毛利哲也
  • 学会等名: ROBOMEC 2007
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] ロボットハンド用FPGA制御システムの研究開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 河地勇毅, 遠藤孝浩, 川崎晴久, 毛利哲也
  • 学会等名: 第25回日本ロボット学会学術講演会
  • 年月日: 20070000
• [学会発表] VR空間上における提示力の方向に対する知覚能力の計測 (2007)
  • 著者名/発表者名: 菅野智大, 遠藤孝浩, 川崎晴久
  • 学会等名: 第28回バイオメカニズム学術講演会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2007-11-11
• [学会発表] Multi-Fingered Haptic Interface Robot Handling Plural Tool Devices (2007)
  • 著者名/発表者名: Haruhisa Kawasaki, Tetuya Mouri, Sho Ikenohata
  • 学会等名: Proc. of World Haptics 2007
  • 発表場所: Tukuba
  • 年月日: 2007-03-22
• [学会発表] Transfer method for force Information using Five- Fingered Haptic Interface (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Endo, Haruhisa Kawasaki, Kazushige Kigaku, Tetsuya Mouri
  • 学会等名: roc. of World Haptics 2007
  • 発表場所: Tukuba
  • 年月日: 2007-03-22
• [学会発表] Tomohiro Kanno and Tetsuya Mouri, Perception of the Force Direction and Skill Transfer by using Five-Fingered Haptic Interface
  • 著者名/発表者名: Takahiro Endo, Haruhisa Kawasaki, Tomohiro Kanno, Tetsuya Mouri
  • 学会等名: Proceedings of the 13th International conference on Virtual Systems and Multimedia(VSMM' 07)
  • 発表場所: Brisbane, Australia
• [図書] ロボットハンドマニピュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 川崎晴久
  • 出版者: 共立出版(Solid State)
• [図書] Mechatronic Systems and Materials II(Edited by Inga Skiedraite, Jolanta Baskutiene) (2009)
  • 著者名/発表者名: Haruhisa kawasaki
  • 総ページ数: 1-8
  • 出版者: Trans Tech Publications LTD
  • URL: http://www.scientific.net
• [図書] High-precision Three-Axis Force Sensor for Five-Fingered Haptic Interface (2008)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Endo, Haruhisa Kawasaki, Kazumi Kouketsu, Tetsuya Mouri
  • 総ページ数: 87-102
  • 出版者: Published by In-Teh
• [備考] H.Kawasaki,平成19年12月5日国際会議ICMIT2007にて招待Plenary講演、“Multi-Fingered Haptic Interface Robot."
• [備考] H. Kawasaki,平成19年9月27日国際会議MSM2007にてkeynote講演、“Multi-Fingered Haptic Interface Robot and Its Application Systems."
• [備考] 川崎晴久,仮想空間での物体操作,トライボロジスト,Vol.54, No.5,トライボミュージアム, 2009
• [備考] 川崎晴久,ヒトの触覚とバーチャルリアリティ空間での摩擦シミュレーション,トライボロジスト,Vol.54, No.5, pp. 331-336, 2009
• [備考] 川崎晴久,石榑康彦,松村雅人,第9回産官学連携功労者表彰総務大臣表彰,ネットワーク触覚インターフェイスの研究開発,2010年6月5日
• [備考] 川崎晴久,毛利哲也,遠藤孝浩,原美オサマ,ダヌラティスビタウタス,2008年度日本機械学会船井賞,対向型多指ハウティックインターフェイスHIROの研究開発,2009年3月24日
• [備考] 川崎晴久,毛利哲也,遠藤孝浩,石榑康彦,下村尚之,2008年度日本機械学会東海支部プロジェクト賞,ハプティックインターフェイスロボットHIRO IIIの研究開発,2009年3月17日
• [備考] 2008年11月27日、朝日新聞、「次世代技あり」
• [備考] 2008年7月2日、日刊工業新聞、「触覚伝達ロボ開発,岐阜大・丸富精工など」
• [備考]
  • URL: http://robo.mech.gifu-u.ac.jp/
• [産業財産権] 触覚インターフェイス及びその制御方法 (2003)
  • 発明者名: 川崎晴久, 毛利哲也, 伊藤聡
  • 権利者名: 岐阜大学学長
  • 産業財産権番号: 特許・特許第3843319号
  • 出願年月日: 2003-02-06