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2009 年度 実績報告書

実世界ハプティックエネルギー変換に基づく人間支援空間基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 20686019
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

桂 誠一郎  慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (00401779)

キーワード人間支援システム / 人間支援空間 / 実世界ハプティクス / システムエネルギー変換 / 電気機器工学 / 電機統合システム / モーションコントロール / 産業電子
研究概要

人間にとって安全で豊かな生活を支援し、生活に伴うエネルギー消費削減を実現するためには、人間も含む分散システムの間に感覚情報を統合したリアルタイムネットワークの構築が必要不可欠である。本研究では、実際に空間的移動を伴わなくてもシステムが授受すべきサービスを遅延なく実現する人間支援空間基盤を構築することを目的としており、本年度において次のような研究実績を得ることができた。
1.高効率ハプティックエネルギー変換システムの開発
ハプティックエネルギー変換を高効率に実現するため、広帯域な電流制御を実現するインバータを設計した。さらにアクチュエータ部、インバータ部、モーションコントロール部を総合したハプティックエネルギー変換の広帯域化、高効率化を実現するための基本手法について開発を行った。
2.身体装着型ハプティックデバイスの基本設計
人間および環境からのハプティックエネルギーを抽出・再現するハプティックエネルギー変換プラットフォーム要素技術を身体装着型ハプティックデバイスに導入し、エネルギー変換部の性能評価を行った。さらにさまざまな機構の間で感覚フィードバックを行うためのリアルタイムネットワークの構築を目指し、ネットワーク上で人間・環境に対して双方向かつ有用なインタラクションをリアルタイムに提供可能な人間支援システムの検討を行った。具体的には、パラレルリンク型マスタとシリアルリンク型スレーブ間やジョイスティック型マスタとモバイルロボット型スレーブといった異構造ハプティックデバイス間での双方向力覚フィードバックに成功した。
上記の研究成果は10件の査読付き論文に結実するとともに、11件の学会発表を行い、成果の普及に努めた。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 力帰還型マルチラテラル制御に基づく歩行力覚フィードバック制御2010

    • 著者名/発表者名
      永瀬一貴, 桂誠一郎
    • 雑誌名

      電気学会産業応用部門誌 Vol.130-D No.3

      ページ: 351-359

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and Analysis of a Wire-Based Robot with Twin Direct-Drive Motor System2010

    • 著者名/発表者名
      Chowarit Mitsantisuk, Kiyoshi Ohishi, Shiro Urushihara, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      電気学会産業応用部門誌 Vol.130-D No.3

      ページ: 385-392

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simplified Walking Haptic System Based on Bilateral Control2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Okura, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      The 11th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control, AMC 2010-NAGAOKA

      ページ: 222-227

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stiffness Modeling Across Transition Temperatures in Virtual Environments by B-Spline Interpolation2010

    • 著者名/発表者名
      Chowarit Mitsantisuk, Kiyoshi Ohishi, Shiro Urushihara, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      The 11th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control, AMC 2010-NAGAOKA

      ページ: 349-354

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensor-less Cutting Force Monitoring using Parallel Disturbance Observer2009

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kurihara, Yasuhiro Kakinuma, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology Vol.3, No.4

      ページ: 415-421

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kalman Filter-Based Sensor Integration of Variable Power Assist Control Based on Human Stiffness Estimation2009

    • 著者名/発表者名
      Chowarit Mitsantisuk, Seiichiro Katsura, Kiyoshi Ohishi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics Vol.56, No.10

      ページ: 3897-3905

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of Twin Direct-Drive Motor System with Consideration of Wire Rope Tension2009

    • 著者名/発表者名
      Chowarit Mitsantisuk, Kiyoshi Ohishi, Shiro Urushihara, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      The 5th IEEE International Conference on Mechatronics, ICM '09-MALAGA

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modal Space Disturbance Observer Based on Operation of Environment Position2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nagase, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      The 35th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, IECON '09-PORTO

      ページ: 1861-1866

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Interaction Force of Wire-Based Robot Using Variable Wire Rope Tension Control2009

    • 著者名/発表者名
      Chowarit Mitsantisuk, Thao Tran Phuong, Kiyoshi Ohishi, Shiro Urushihara, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      The 35th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, IECON '09-PORTO

      ページ: 3073-3078

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensor-less Cutting Force Control Using Parallel Disturbance Observer2009

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kurihara, Yasuhiro Kakinuma, Seuchiro Katsura
    • 雑誌名

      JSME The 5th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century, LEM21-OSAKA

      ページ: 191-196

    • 査読あり
  • [学会発表] ペルチェ素子における流入熱量の熱流束センサレス推定2010

    • 著者名/発表者名
      森光英貴, 桂誠一郎
    • 学会等名
      平成22年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-19
  • [学会発表] 二足歩行型ハプティックデバイスの簡易モデルによる実世界力覚フィードバック制御2010

    • 著者名/発表者名
      永瀬一貴, 桂誠一郎
    • 学会等名
      平成22年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-19
  • [学会発表] 熱感覚コミュニケーション実現のためのペルチェ素子のロバスト熱制御2010

    • 著者名/発表者名
      森光英貴, 桂誠一郎
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-09
  • [学会発表] 歩行感覚フィードバックシステムのための力覚フィードバック制御2010

    • 著者名/発表者名
      永瀬一貴, 桂誠一郎
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-09
  • [学会発表] 離散要素の連続化に基づいた空間システムにおけるモバイルロボットの双方向ナビゲーション2010

    • 著者名/発表者名
      小杉貴洗, 桂誠一郎
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-09
  • [学会発表] システムエネルギーに基づくバイラテラル制御の構成法2010

    • 著者名/発表者名
      山之内亘, 桂誠一郎
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-08
  • [学会発表] 個人の動作に基づく人間支援システム2009

    • 著者名/発表者名
      山之内亘, 永瀬一貴, 桂誠一郎
    • 学会等名
      第52回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-11-21
  • [学会発表] マルチラテラル制御のための環境データメモリを用いた環境クオリヤの実現2009

    • 著者名/発表者名
      横倉勇希, 桂誠一郎
    • 学会等名
      第27回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-09-17
  • [学会発表] Development of Disturbance Observer and Its Applications to Sensorless Force Control2009

    • 著者名/発表者名
      Chowarit Mitsantisuk, Thao Phuong Tran, Kiyoshi Ohishi, Shiro Urushihara, Seiichiro Katsura
    • 学会等名
      第27回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-09-17
  • [学会発表] Improvement of Twin Direct-Drive Motor System for Controlling Velocity Based on Variable Wire Rope Tension Control2009

    • 著者名/発表者名
      Chowarit Mitsantisuk, Thao Phuong Tran, Kiyoshi Ohishi, Shiro Urushihara, Seiichiro Katsura
    • 学会等名
      平成21年度電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      三重
    • 年月日
      2009-09-02
  • [学会発表] 多自由度異構造バイラテラルシステムにおけるタスク透明性の向上2009

    • 著者名/発表者名
      永瀬一貴, 桂誠一郎
    • 学会等名
      平成21年度電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      三重
    • 年月日
      2009-09-02
  • [備考]

    • URL

      http://www.katsura.sd.keio.ac.jp/

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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