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2008 年度 実績報告書

実世界ハプティクスに基づく人間支援理工学基盤技術の開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 20226007
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, 理工学部, 教授 (80137984)

研究分担者 森川 康英  慶應義塾大学, 医学部, 教授 (90124958)
小澤 壮治  藤田保健衛生大学, 医学部, 教授 (10169287)
大石 潔  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (40185187)
キーワード人間支援基礎理工学 / ハプティックアクチュエータ / 実時間ハプティクス / 触覚伝達 / 多自由度触覚システム / ロボットハンド / モード変換 / マルチラテラルシステム
研究概要

将来の高齢化社会および安心安全社会において、個人の行為そのものを支援する産業技術の発展が必要である。そして個人を行為と知覚に基づいて身体的に支援するためには、聴覚・視覚信号を人工的に再現するだけではなく、力覚・触覚信号を人工的に再現するデバイス技術の創出が不可欠であるため、実世界ハプティクスの発展が強く望まれている。人間支援理工学基盤創成のための実世界ハプティクス技術の開発研究において、本年度においては以下のような研究成果を得た。
1,二種類の5自由度10軸のマスタ・スレーブ同機構型ロボットハンドを開発した。ハプティックアクチュエータを実装することにより、ロボットの軽量化と摩擦の低減化を図り、従来の機構に比べて力覚伝達特性を向上させることに成功した。
2.FPGAを制御インタフェースとして用いたハプティックシステム間での触覚通信技術を開発し、多自由度触覚鉗子ロボットを用いた実験により有効性を確認した。さらに、通信遅延がマルチラテラル制御システムの力覚伝達特性にどのような影響を及ぼすかを検証するために、無線アドホックネットワークやインターネットを介して触覚情報を通信するシステム構築を行った。
3.人の複雑なタスク動作をハプティックシステムにより再現するための統一的なモード変換手法を提案した。この手法を拡張応用することで、複雑な運動学計算と触覚伝達比設計を同時に実現することが可能になると期待される。
4,個人の動作特徴を抽出・提示する基礎理論を確立した。次年度には、この理論を拡張応用することにより、個人のスキルに対する定量的評価手法を開発する予定である。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (25件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 作用力の方向性に基づいたハプティツク動作の抽出および提示の一手法2009

    • 著者名/発表者名
      兵頭翔洋, 大西公平
    • 雑誌名

      電気学会産業応用部門誌 Vol. 129-D, No. 1

      ページ: 59-66

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 制御ケインズゲーリングを考慮したミクロマクロバイラテラル制御2009

    • 著者名/発表者名
      須佐繁, 下野誠通, 大西公平
    • 雑誌名

      電気学会産業応用部門誌 Vol. 129-D, No. 2

      ページ: 150-157

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Haptic Motion Control for Physical Human Support2009

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Shimono, Seiichiro Katsura, Kouhei Ohnishi
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering Vol. 4, No. 2

      ページ: 166-175

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Haptics for Medical Applications2009

    • 著者名/発表者名
      Kouhei Ohnishi, Tomoyuki Shimono, Kenji Natori
    • 雑誌名

      Journal of Artificial Life and Robotics Vol. 13, No. 2

      ページ: 383-389

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of Bilateral Control System Based on Acceleration Control Using FPGA for Multi-DOF Haptic Endoscopic Surgery Robot2009

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Tanaka, Kouhei Ohnishi, Hiroaki Nishi, Toshikazu Kawai, Yasuhide Morikawa, Soji Ozawa, Toshiharu Furukawa
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics Vol. 56, No. 3

      ページ: 618-627

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability Analysis and Practical Design Procedure of Time Delayed Control Systems With Communication Disturbance Observer2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Natori, Roberto Oboe, Kouhei Ohnishi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Informatics Vol. 4, No. 3

      ページ: 185-197

    • 査読あり
  • [学会発表] 速度推定法を考慮した環境インピーダンス推定2009

    • 著者名/発表者名
      北村和也, 矢代大祐, 大西公平
    • 学会等名
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      成蹊大学, 東京, 日本
    • 年月日
      2009-03-10
  • [学会発表] スラストワイヤを用いたマスク・スレーブ同機構型ロボットハンドの開発2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木祐介, 桑原央明, 佐藤正尭, 見上慧, 大西公平
    • 学会等名
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      成蹊大学, 東京, 日本
    • 年月日
      2009-03-10
  • [学会発表] Robust Time Delayed Control System without Time Delay Model Based on Communication Disturbance Observer2009

    • 著者名/発表者名
      Aryabhima A. Rahman, 名取賢二, 大西公平
    • 学会等名
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      成蹊大学, 東京, 日本
    • 年月日
      2009-03-09
  • [学会発表] 制御システムにおける時変むだ時間の影響に関する一考察2009

    • 著者名/発表者名
      名取賢二, 久保亮吾, 内村裕, 大西公平
    • 学会等名
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      成蹊大学, 東京, 日本
    • 年月日
      2009-03-09
  • [学会発表] ネットワークを介した力制御のためのPI制御器を用いた端末間フロー制御2009

    • 著者名/発表者名
      矢代大祐, 大西公平
    • 学会等名
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      成蹊大学, 東京, 日本
    • 年月日
      2009-03-09
  • [学会発表] モード空間抽出に基づく複数エンドエフェクタの一制御手法2009

    • 著者名/発表者名
      元井直樹, 久保亮吾, 大西公平
    • 学会等名
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      成蹊大学, 東京, 日本
    • 年月日
      2009-03-09
  • [学会発表] Network-Centric Bilateral Control Architecture for Ubiquitous Haptic Communications2009

    • 著者名/発表者名
      久保亮吾, 名取賢二, 大西公平
    • 学会等名
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      成蹊大学, 東京, 日本
    • 年月日
      2009-03-09
  • [学会発表] 通信遅延を考慮したモード空間の安定解析に基づいた4チャンネルバイラテラル制御の一設計法2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木敦, 北村和也, 矢代大祐, 山口朗, 名取賢二, 大西公平
    • 学会等名
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      成蹊大学, 東京, 日本
    • 年月日
      2009-03-09
  • [学会発表] 双方向運動制御のリハビリテーション支援システムへの応用2009

    • 著者名/発表者名
      下野誠通, 桂誠一郎, 大西公平
    • 学会等名
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      成蹊大学, 東京, 日本
    • 年月日
      2009-03-09
  • [学会発表] 離散コサイン変換を用いたハプティックデータの非可逆圧縮とモーションコピーシステムへの応用2009

    • 著者名/発表者名
      田中裕之, 大西公平
    • 学会等名
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      成蹊大学, 東京, 日本
    • 年月日
      2009-03-09
  • [学会発表] モード仕事率の概念に基づく動作認識2009

    • 著者名/発表者名
      笠原佑介, 桑原央明, 佐藤正尭, 下野誠通, 大西公平
    • 学会等名
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      成蹊大学, 東京, 日本
    • 年月日
      2009-03-09
  • [学会発表] 個人の動作特徴に基づく動作指導システムの一構成法2009

    • 著者名/発表者名
      桑原央明, 大西公平
    • 学会等名
      平成20年度電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      成蹊大学, 東京, 日本
    • 年月日
      2009-03-09
  • [学会発表] Haptics for Medical and Welfare Applications2009

    • 著者名/発表者名
      Kouhei Ohnishi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT 2009)
    • 発表場所
      Churchill, Victoria, Australia
    • 年月日
      2009-02-11
  • [学会発表] Multirate Sampling Method for Bilateral Control with Communication Bandwidth Constraint2009

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yashiro, Kouhei Ohnishi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT 2009)
    • 発表場所
      Churchill, Victoria, Australia
    • 年月日
      2009-02-11
  • [学会発表] An Analysis of the Impedance Perceived by An Operator in Multilateral Control System Under Constant Communication Time Delay2009

    • 著者名/発表者名
      Akira Yamaguchi, Kenji Natori, Kouhei Ohnishi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT 2009)
    • 発表場所
      Churchill, Victoria, Australia
    • 年月日
      2009-02-11
  • [学会発表] Disturbance Decomposition of Time Delay System by shadow Robot Based on Network Disturbance Concept2009

    • 著者名/発表者名
      Aryabhima A. Rahman, Kenji Natori, Kouhei Ohnishi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT 2009)
    • 発表場所
      Churchill, Victoria, Australia
    • 年月日
      2009-02-11
  • [学会発表] Estimation and Share of Environmental Impedance using Multiple Robots for Haptic Broadcasting2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Kitamura, Daisuke Yashiro, Kouhei Ohnishi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT 2009)
    • 発表場所
      Churchill, Victoria, Australia
    • 年月日
      2009-02-11
  • [学会発表] Parameter Design for ZMP Disturbance Observer of Biped Robot2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sato, Sho Sakaino, Kouhei Ohnishi
    • 学会等名
      The 34th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2008)
    • 発表場所
      Orlando, Florida, America
    • 年月日
      2008-11-12
  • [学会発表] Three-Channel Micro-Macro Bilateral Control System with Scaling of Control Gains2008

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Susa, Kenji Natori, Kouhei Ohnishi
    • 学会等名
      The 34th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2008)
    • 発表場所
      Orlando, Florida, America
    • 年月日
      2008-11-12
  • [学会発表] Dynamical Abstraction of Nonlinear Environmental Information by Bilateral Control2008

    • 著者名/発表者名
      Takayoshi Takei, Tomoyuki Shimono, Kouhei Ohnishi
    • 学会等名
      The 34th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2008)
    • 発表場所
      Orlando, Florida, America
    • 年月日
      2008-11-12
  • [学会発表] Bilateral Teleoperation System Taking Communication Blackout into Account2008

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yashiro, Kouhei Ohnishi
    • 学会等名
      The 34th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2008)
    • 発表場所
      Orlando, Florida, America
    • 年月日
      2008-11-12
  • [学会発表] A Bilateral Teleoperation Method Using an Autonomous Control Based on DFT Modal Decomposition2008

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Taguchi, Kouhei Ohnishi
    • 学会等名
      The 34th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2008)
    • 発表場所
      Orlando, Florida, America
    • 年月日
      2008-11-11
  • [学会発表] Bilateral Control with Jitter Buffer under Time-Varying Communication Delay2008

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yashiro, Kouhei Ohnishi
    • 学会等名
      International Workshop on Vision, Communications and Circuits (IWVCC 2008)
    • 発表場所
      Xi'an Jiaotong University, Xian, China
    • 年月日
      2008-11-02
  • [学会発表] Design of Bilateral Control System with Disturbance Observer Based on Hybrid Matrix2008

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Susa, Kouhei Ohnishi
    • 学会等名
      International Workshop on Vision, Communications and Circuits (IWVCC 2008)
    • 発表場所
      Xi'an Jiaotong University, Xian, China
    • 年月日
      2008-11-01
  • [学会発表] Telehaptics2008

    • 著者名/発表者名
      Kouhei Ohnishi
    • 学会等名
      International Conference on Instrumentation, Control and Information Technology (SICEAnnual Conference 2008)
    • 発表場所
      Univ. of Electro-Communications, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2008-08-22
  • [備考]

    • URL

      http://www-oml.sum.sd.keio.ac.jp/kaken-s.html

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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