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2010 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.移動型ハプティックデバイスの基本設計
身体装着型ハプティックデバイスと双方向でハプティックエネルギー変換を行い、遠隔地で作業を行うための移動型ハプティックデバイスの基本設計を行った。具体的には、ペダル型マスタシステムと6自由度二足歩行型スレーブシステム間でバイラテラル制御を構成し、歩行動作の遠隔再現と床反力フィードバックを得ることに成功した。
2.実世界ハプティクスに基づく人間支援空間の基本設計
ハプティックデバイスをネットワーク環境内に分散配置して人間を適切なタイミングで支援するための人間支援空間の基本設計を行った。まずハプティック通信に適した伝送プロトコルの評価を行い、順序制御の有効性を確認するとともに、再送制御は不安定化の原因となることを明らかにした。また、ハプティックデバイスを使用して得られた人間の動作データについても解析を行い、デバイスを用いた支援をするために必要な動作データベースの構築についても検討を行った。
上記の研究成果は18件の査読付き論文に結実するとともに、17件の学会発表を行い、成果の普及に努めた。

  • 研究成果

    (36件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (17件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Bilateral Control of 3-Mass Resonant System Based on Resonance Ratio Control2011

    • 著者名/発表者名
      Shutaro Yorozu, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      2011 Joint IEEE International Conference on Industrial Electronics & Southeastern Symposium on System Theory, ICIT-SSST11-AUBUEN

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Null-Space Control Considering Environment Condition in Bilateral Teleoperation2011

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

      2011 Joint IEEE International Conference on Industrial Electronics & Southeastern Symposium on System Theory, ICIT-SSST11-AUBURN

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bilateral Control of Walking Haptic System2011

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

      2011 Joint IEEE International Conference on Industrial Electronics & Southeastern Symposium on System Theory, ICIT-SSST11-AUBURN

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shadow Robot for Teaching Motion2010

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Katsura, Yuichi Matsumoto, Kouhei Ohnishi
    • 雑誌名

      Robotics and Autonomous Systems Journal

      巻: Vol.58, No.7 ページ: 840-846

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Force Control of Human-Robot Interaction Using Twin Direct-Drive Motor System Based on Modal Space Design2010

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

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: Vol.57, No.4 ページ: 1383-1392

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal Bilateral Control without Heat Flux Sensor2010

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Morimitsu, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      International Symposium on Application of Biomechanical Control Systems to Precision Engineering, ISAB 2010-FUKUSHIMA

      ページ: 223-224

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heat Inflow Control of Peltier Device Based on Heat Inflow Observer2010

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Morimitsu, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      SICE 2010 Annual Conference, SICE 2010-TAIPEI

      ページ: 996-1001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Method to Control a Peltier Device Based on Heat Disturbance Observer2010

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Morimitsu, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      The 36th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, IECON '10-PHOENIX

      ページ: 1216-1221

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Force Feedback Control for Haptic Walking System2010

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

      The 36th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, IECON '10-PHOENIX

      ページ: 1528-1533

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Articulated Multilateral Control for Haptic Broadcasting System2010

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ishii, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      The 36th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, IECON '10-PHOENIX

      ページ: 1866-1871

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combining Position and Acceleration Information for High Performance of Bilateral Control using Kalman-Filter-Based Disturbance Observer2010

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

      The 36th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, IECON '10-PHOENIX

      ページ: 2063-2068

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transmission of Haptic Sensation for Human-Assisted Devices2010

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

      The 3rd Thailand-Japan International Academic Conference, TJIA 2010-NAGOYA

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-to-Many Bilateral Control for Adaptation to Environment2010

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

      8th France-Japan and 6th Europe-Asia Congress on Mechatronics, MECATRONICS '10-YOKOHAMA

      ページ: 86-91

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micro-Macro Bilateral Control with Variable Scaling Gain Based on Operational Velocity2010

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kosugi, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      8th France-Japan and 6th Europe-Asia Congress on Mechatronics, MECATRONICS '10-YOKOHAMA

      ページ: 207-212

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Walking-Sensation Feedback Control System with Gravity Compensation of Swing Leg2010

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

      8th France-Japan and 6th Europe-Asia Congress on Mechatronics, MECATRONICS '10-YOKOHAMA

      ページ: 425-430

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensorless Force Sensing Using Kalman Filtering Techniques for Bilateral Control System2010

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

      8th France-Japan and 6th Europe-Asia Congress on Mechatronics, MECATRONICS '10-YOKOHAMA

      ページ: 437-442

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of Heat Inflow Control System Based on Disturbance Heat Flow Estimation2010

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Morimitsu, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      8th France-Japan and 6th Europe-Asia Congress on Mechatronics, MECATRONICS '10-YOKOHAMA

      ページ: 591-596

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kalman Filter-Based Disturbance Observer and its Applications to Sensorless Force Control2010

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

      Advanced Robotics

      巻: Vol.25,No.3 ページ: 335-353

    • 査読あり
  • [学会発表] 熱外乱オブザーバを用いたペルチェ素子の温度制御の帯域検証2011

    • 著者名/発表者名
      森光英貴, 桂誠一郎
    • 学会等名
      平成23年電気学会全国大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-03-16
  • [学会発表] 近接マスタ・スレーブシステムのための同座標バイラテラル制御2011

    • 著者名/発表者名
      矢島俊介, 桂誠一郎
    • 学会等名
      平成23年電気学会全国大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-03-16
  • [学会発表] 環境埋め込み型ハプティックシステムによるなぞり動作の解析2011

    • 著者名/発表者名
      永井裕之, 桂誠一郎
    • 学会等名
      平成23年電気学会全国大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-03-16
  • [学会発表] 接触環境を考慮したバイラテラルシステムの零空間制御2011

    • 著者名/発表者名
      大倉武, 桂誠一郎
    • 学会等名
      平成23年電気学会全国大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-03-16
  • [学会発表] 人間の動作支援のための環境埋め込み型ハプティックシステム2011

    • 著者名/発表者名
      永井裕之, 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
      千葉
    • 年月日
      2011-03-08
  • [学会発表] 人間動作支援のための同座標バイラテラル制御2011

    • 著者名/発表者名
      矢島俊介, 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
      千葉
    • 年月日
      2011-03-08
  • [学会発表] 熱外乱オブザーバに基づく熱キャパシタンス制御2011

    • 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
      千葉
    • 年月日
      2011-03-08
  • [学会発表] 視触覚フィードバックに基づくモバイルロボットの双方向ナビゲーション2011

    • 著者名/発表者名
      小杉貴洸, 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
      千葉
    • 年月日
      2011-03-08
  • [学会発表] 車両型テレモビリティシステムのためのバイラテラルカ覚フィードバック制御2011

    • 著者名/発表者名
      永瀬一貴, 萬修太郎, 小杉貴洸, 横倉勇希, 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
      千葉
    • 年月日
      2011-03-08
  • [学会発表] ミニチュアストロータを用いたスラストワイヤの新しい設計法によるフレキシブルアクチュエータの改善2011

    • 著者名/発表者名
      チャワリット ミッサンティスク, 大石潔, 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
      千葉
    • 年月日
      2011-03-08
  • [学会発表] ナノハプトのための可変スケーリングバイラテラル制御2010

    • 著者名/発表者名
      小杉貴洸, 萬修太郎, 桂誠一郎
    • 学会等名
      第28回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] 二足歩行ロボットを用いたバイラテラル遠隔歩行制御2010

    • 著者名/発表者名
      永瀬一貴, 桂誠一郎
    • 学会等名
      第28回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] 共振比制御に基づく三慣性システムの防振力制御2010

    • 著者名/発表者名
      萬修太郎, 桂誠一郎
    • 学会等名
      第28回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] 環境形状に適応するバイラテラル遠隔操作2010

    • 著者名/発表者名
      大倉武, 桂誠一郎
    • 学会等名
      第28回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] ハプトグラフによる人間の触感の可視化2010

    • 著者名/発表者名
      永井裕之, 渡部達人, 横倉勇希, 桂誠一郎
    • 学会等名
      第28回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] 熱外乱オブザーバによる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
      日本機械学会2010年度年次大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2010-09-05
  • [学会発表] 二足歩行型スレーブシステムを用いた歩行感覚フィードバックの実現2010

    • 著者名/発表者名
      永瀬一貴, 桂誠一郎
    • 学会等名
      平成22年度電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-08-24
  • [備考]

    • URL

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

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公開日: 2013-06-26  

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