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2022 年度 実績報告書

摩擦滑りの物理モデルによる器用な操作と質感提示が可能なバーチャルリアリティ環境

研究課題

研究課題/領域番号 20H04220
研究機関東京工業大学

研究代表者

長谷川 晶一  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (10323833)

研究分担者 三武 裕玄  明治大学, 総合数理学部, 専任准教授 (30613939)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードハプティックレンダリング / 摩擦モデル / LuGreモデル / 部分滑り / 把持操作
研究実績の概要

本研究では、(A)部分滑りを再現できるLuGreモデルに静止摩擦の固着時間依存性を組み込んだ新たな摩擦モデルを構築し、(B)実物の摩擦振動と滑りの計測に基づいてパラメータ同定する。その上で、(C)部分滑りの提示装置とその制御手法を確立し、(D)把持操作VR環境に組込み、(E)器用さと質感の評価を行うことを計画した。昨年度までに(A)を完了、(B)に着手、(D)を構築した。
最終年度である本年度は、(B)のパラメータ同定について、ケント紙とベークライトを含む数種の材質について摩擦振動と滑りの計測を含めて行った。一部の材質については摩擦モデルを離散化したシミュレションモデルの安定性に問題があり、妥当なパラメータを同定できなかった。また、(D)把持操作VR環境へのモデルの組み込みを行った所、モデルの離散化を工夫しないとシミュレーションの安定性を担保できないことがわかった。(C)部分滑りの提示装置については、より制作しやすくなるよう設計を修正した上で試作に着手した。
今後、Position based dynamicsなどの安定性が保証されたシミュレーションスキームを用いるため、摩擦モデルを拘束条件と拘束が働かない場合に生じるはずの変位の形に変形して、スキームに組み込むことを目指す。これにより、パラメータによらず安定な把持操作環境を実現し、摩擦モデルにより器用さが変化するかどうかを評価したい。また、材質感についも違いは感じられたので、安定性が保証されたモデルを用いてより広範囲のパラメータ同定を行い、より多くの材質について、実物との比較を行いたい。また、試作中の提示装置と組み合わせ、滑りの提示の効果を検証したい。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Implementation of Tension-Based Compact Necklace-Type Haptic Device Achieving Widespread Transmission of Low-Frequency Vibrations2022

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Yusuke、Mitake Hironori、Hasegawa Shoichi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 15 ページ: 535~546

    • DOI

      10.1109/TOH.2022.3176673

    • 査読あり
  • [学会発表] Two-Finger Grasping Virtual Environment with Realistic Stick-Slip Vibration2022

    • 著者名/発表者名
      Sen Nakahara, Shoichi Hasegawa
    • 学会等名
      Asia Haptics 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Handy Self-propelled Force Feedback Device2022

    • 著者名/発表者名
      Riho Taniguchi, Riho Taniguchi, Ayaka Fukasawa, Takumi Sato, and Shoichi Hasegawa
    • 学会等名
      Asia Haptics 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 首両側面への音楽振動提示による音楽鑑賞体験の向上を伴うナビゲーション手法の提案2022

    • 著者名/発表者名
      山崎 勇祐, 長谷川 晶一
    • 学会等名
      第27回バーチャルリアリティ学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 固着滑りを精細に再現する力触覚レンダリングによる材質感提示2022

    • 著者名/発表者名
      中原 線, 長谷川 晶一
    • 学会等名
      第27回バーチャルリアリティ学会大会
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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