ハンドハプティックインターフェイスによる手技伝達の研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360184
• 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)
• 連携研究者: 西本 裕 岐阜大学, 医学部整形外科, 教授 (20208234) ; 今田 葉子 岐阜大学, 医学部看護学科, 准教授 (00326167) ; 後藤 多朗 岐阜大学, 産官学融合本部, 研究員 (80599887)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: ハプティクス / ロボット / ロボットヒューマンインターフェイス / 手業伝達 / 触診訓練

研究概要

人は、指先、指腹部、掌での力覚や触覚にもとづいて物体操作する。医学的手業を仮想環境で訓練するには、指先のみならず指腹部や掌にも力覚を提示できるハンドハプティックインターフェイスが必要となる。人の手の触覚受容器の数は、掌から指先に向かって多く、感度も高くなる。ハードウェアを簡素にし臨場感の高い力覚を提示するには、指腹部は１D力覚、指先は３D力覚を提示するインターフェイスが望ましい。
本報告は、1) 研究開発したハンドハプティックインターフェイス、2) 本インターフェイスを用いたときの力の知覚特性、3)乳房触診を想定した力覚レンダリング、4)熟練者の手技伝達法についての研究成果を述べる。

研究成果

• [雑誌論文] A Finger Skill Transfer System Using a Multi-Fingered Haptic Interface Robot and a Hand Motion Image (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, M. Kobayashi, and H. Kawasaki
  • 雑誌名: Robotica 巻: Volume 31, Issue 8 ページ: 1251-1261
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Tool-Type Devices for a Multi-Fingered Haptic Interface Robot (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, S. Tanimura, and H. Kawasaki1
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Robotics 巻: Vol. 29, N0.1 ページ: 68-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental investigation of a collision avoidance controller for a bimanual multi-fingered haptic interface (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, M. Yasue, H. Kawasaki
  • 雑誌名: The Journal of the Franklin Institute ページ: 2664-2677
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016003213002160
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-Fingered Bimanual Haptic Interface Robot with Three-Directional Force Display (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, T. Yoshikawa, and H. Kawasaki
  • 雑誌名: Journal of Advanced Robotics 巻: Vol.25, No.13-14 ページ: 1773-1791
  • 査読あり
• [雑誌論文] Finger Rehabilitation Support System Using a Multifingered Haptic Interface Controlled by a Surface Electromyogram (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hioki, H. Kawasaki, H. Sakaeda, Y. Nishimoto, and T. Mouri1
  • 雑誌名: Journal of Robotics 巻: Vol. 2011, Article ID 167516 ページ: 10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Five-Fingered Haptic Interface Robot : HIRO III (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, H. Kawasaki, T. Mouri, Y. Ishigure, H. Shimomura, M. Matsumura, and K.Koketsu
  • 雑誌名: IEEE Trans. on Haptics 巻: Vol.4, No.1 ページ: 14-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perception and Haptic rendering of Friction Moments (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawasaki, Y. Ohtuka, S. Koide, T. Mouri
  • 雑誌名: IEEE Trans. on Haptics 巻: Vol. 4, No. 1 ページ: 28-38
  • 査読あり
• [学会発表] 側面設置型多指ハプティックインターフェイスによる干渉回避 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松田 貴宏, 遠藤 孝浩, 川崎 晴久
  • 学会等名: 日本機械学会東海支部第63 期総会講演会予稿集
  • 発表場所: 名工大
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] 多指ロボットハンドとその医学的応用システム (2014)
  • 著者名/発表者名: 川崎晴久
  • 学会等名: はままつメッセ2014イノベーションアリーナセミナー,主催公益財団法人 浜松地域イノベーション推進機構
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2014-01-30
  • 招待講演
• [学会発表] ロボットハンド用圧力中心と分布の検出可能な触覚センサ (2013)
  • 著者名/発表者名: 毛利哲也, 川崎晴久, 安部貴大
  • 学会等名: 第31回日本ロボット学会学術講演会,RSJ2013AC3L1-06
  • 発表場所: 首都大学
  • 年月日: 20130904-06
• [学会発表] 遠隔操作型触診用ロボットのための触診支援情報システム (2013)
  • 著者名/発表者名: 上木諭, 毛利哲也, 川崎晴久
  • 学会等名: 計測自動制御学会 第14回システムインテグレーション部門講演会予稿集
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2013-12-18
• [学会発表] 側面設置型多指ハプティックィンターフェイスによる柔らかさ提示 (2013)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 孝浩, 谷村 聡史, 風間 祐太, 川崎晴久
  • 学会等名: 電気学会研究会資料
  • 発表場所: アオーレ長岡
  • 年月日: 2013-11-22
• [学会発表] 人間の巧みな両手運動を可能になる高臨場感ハプティックインターフェイスの研究開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川崎晴久
  • 学会等名: 情報通信フロンティアセミナー資料
  • 発表場所: 名古屋ウインクあいち
  • 年月日: 2013-11-02
  • 招待講演
• [学会発表] 多指ハプティックインターフェイスにおけるロボット力覚制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川崎晴久
  • 学会等名: RSJ第79回ロボット工学セミナー-力覚を利用したロボット制御の実際
  • 発表場所: 中央大学
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] 側面設置型多指ハプティックインターフェイスのよる力指示 (2013)
  • 著者名/発表者名: 遠藤孝浩, 川崎晴久
  • 学会等名: 日本機械学会2013年次大会予稿集, J028012
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-09-08
• [学会発表] 多指ハンドとその医学応用システム (2013)
  • 著者名/発表者名: 川崎晴久
  • 学会等名: 健康科学特別講演会(主催 : 弘前大学大学院理工学研究科)
  • 発表場所: 弘前大学
  • 年月日: 2013-07-30
  • 招待講演
• [学会発表] Softness Display by a Multi-Fingered Haptic Interface Robot (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, S. Tanimura, Y. Kazama, and H. Kawasaki
  • 発表場所: Proc. of 2014 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, Hong Kong
  • 年月日: 2013-06-01
• [学会発表] 人間型ハンドロボットの遠隔操作の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本田 裕哉, 毛利哲也, 川崎晴久
  • 学会等名: Proc. of the 2013 JSME Conf. On Robotics and Mechatronics (ROBOMEC 2013), 1A1-J02(1)-(2)
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2013-05-22
• [学会発表] ロボットハンドを用いた剛性計測システム (2013)
  • 著者名/発表者名: 毛利哲也, 今田葉子, 川崎晴久, 石榑康彦
  • 学会等名: Proc. of the 2013 JSME Conf. On Robotics and Mechatronics (ROBOMEC 2013), 1A1-L06(1)-(2)
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2013-05-22
• [学会発表] Research on Multifingered Haptic Interface Robot HIRO (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kawasaki
  • 学会等名: Symposium on Advanced Robot Hand
  • 発表場所: 財團法人精密機械研發中心(PMC), Taichung , Taiwan
  • 年月日: 2013-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] 岐阜大学人間医工学研究開発センターと人間支援ロボテイクス研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川崎晴久
  • 学会等名: 理研-東海コム人間共存ロボット連携センターシンポジウム予稿集
  • 発表場所: 名古屋ウインクあいち
  • 年月日: 2013-03-21
  • 招待講演
• [学会発表] 多指力覚提示装置を用いた指先位置・指先力の学習法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野坂竜也, 遠藤孝浩, 川崎晴久
  • 学会等名: 日本機械学会東海支部第62 期総会・講演会予稿集
  • 発表場所: 名工大
  • 年月日: 2013-03-18
• [学会発表] Brest Cancer Palpation Training System Using Five-Fingered Haptic Interface Robot and GPGPU (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kawai, T. Mouri, T. Endo, and H. Kawasaki
  • 学会等名: Proc. of the 18th Int. Symp. on Airtificial Life and Robotics 2013 (AROB 18th'13)
  • 発表場所: Daejeon, Korea
  • 年月日: 2013-01-30
• [学会発表] 多指ハプティックインターフェイスとその医学応用システム (2013)
  • 著者名/発表者名: 川崎晴久
  • 学会等名: SICE 中部支部特別講演会
  • 発表場所: 名工大
  • 年月日: 2013-01-13
  • 招待講演
• [学会発表] Haptic Interface Robotic Measurement System for Breast Engorgement (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Mouri, Y. Imada, Y. Ishigure, and H. Kawasaki
  • 学会等名: Proc. of 5th Int. Conf. on BioMedical Engineering and Informatics (BMEI 2012)
  • 発表場所: Chongqing, China
  • 年月日: 2012-10-02
• [学会発表] 人間の巧みな両手運動運動を可能にする高臨場感ハプティックインターフェイスの研究開発(091706002) (2012)
  • 著者名/発表者名: 川崎晴久, 毛利哲也, 遠藤孝浩
  • 学会等名: ICT イノベーションフォーラム2012 予稿集(戦略的通信研究開発推進制度(SCOPE)成果発表)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-10-02
• [学会発表] ハンドハプティックインターフェイスの開発と基本的実験評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 黒竹信之介, 川崎晴久, 毛利哲也, 遠藤孝浩
  • 学会等名: 第17回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集
  • 発表場所: 慶応義塾大学
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] 多指ハプティックインターフェイスを用いたピンセット型デバイスの力覚提示 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷村聡史, 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17回大会予稿集
  • 発表場所: 慶応義塾大学
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] Haptic Display by a Side-Faced-Type Multi-Fingered Haptic Interface, Preprint of 10th IFAC Symp (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, H. Aoyama, S. Nakagawa, H. Kawasaki
  • 学会等名: Robot Control - SYROCO 2012
  • 発表場所: Dubrovnik, Croatia
  • 年月日: 2012-09-05
• [学会発表] Development of a Hand Haptic Interface and Its Basic Experimental Evaluation (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kawasaki, S. Koide, T. Endo, and T. Mouri
  • 学会等名: CD-ROM Proc. of Int. Symp. on Innovations in Intelligent Systems and Applications (INISTA 2012)
  • 発表場所: Trabzon, Turkey
  • 年月日: 2012-07-02
• [学会発表] Hand Haptic Interface Incorporating Finger Pad and Fingertip Force Display Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kawasaki
  • 学会等名: WorkShop on Multi-Finger Haptic Interaction, EuroHaptics2012
  • 発表場所: Tampere, Finland
  • 年月日: 2012-06-03
  • 招待講演
• [学会発表] Development of a Tweezers-type Device for a Multi-fingered Haptic Interface Robot (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, S. Tanimura, H. Kawasaki
  • 学会等名: Proc. of SI International
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] Design and Simulation of a Side-Faced-Type Multi-Fingered Haptic Interface (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Aoyama, H. Kawasaki, T. Endo, S. Nakagawa
  • 学会等名: Proc. of IECON2011
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] 医工連携による人間支援ロボティクスの研究開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川崎 晴久
  • 学会等名: 第36回岐阜人工関節フォーラム
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2011-09-24
  • 招待講演
• [学会発表] 側面設置型多指ハプティックインターフェイスの設計コンセプト (2011)
  • 著者名/発表者名: 青山尚史, 川崎晴久, 遠藤孝浩, 中川志信
  • 学会等名: 第29回日本ロボット学会学術講演会予稿集, AC1G1-6
  • 発表場所: 芝浦工大
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] Development of a Surgical Knife Device for a Multi-fngered Haptic Interface Robot (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, S. Tanimura, H. Kawasaki
  • 学会等名: Preprints of the 18th IFAC World Congress
  • 発表場所: Milano, Italy
  • 年月日: 2011-08-28
• [学会発表] Virtual Robot Teaching for Humanoid Hand Robot Using Muti-Fingered Haptic Interface (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawasaki, S. Nanmo, T. Mouri, S. Ueki
  • 学会等名: CD-ROM Proc. of 2011 IEEE Int. Conf. on Communications, Computing and Control Applications (CCCA'11)
  • 発表場所: Hammamet, Tunisia
  • 年月日: 2011-03-05
• [図書] HIRO: Multi-fingered Haptic Interface Robot and Its Medical Application Systems, Multi-finger Haptic Interaction, Springer Series on Touch and Haptic Systems, Edited by Galiana Ignacio and Ferre, Manuel (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kawasaki, T. Endo, T. Mouri, Y. Ishigure, V. Daniulaitis
  • 総ページ数: 85-107
  • 出版者: Springer London
• [図書] Force Perception of Human Finger Using a Multi-Fingered haptic Interface, The Human Hand as an Inspiration for Robot Hand Development, Edited by Balasubramanian R. and Santos V. J. (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Endo and H. Kawasaki
  • 総ページ数: 345-361
  • 出版者: Springer
• [図書] ロボティクス -モデリングと制御-,シリーズ知能機械工学4 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川崎晴久
  • 総ページ数: 179
  • 出版者: 共立出版
• [図書] Development of a Finger Pad Force Display for a Hand Haptic Interface, Virtual Reality, Jae-Jin Kim (Ed.) (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawasaki, S. Koide, T. Mouri and T. Endo
  • 総ページ数: 93-106
  • 出版者: InTech
• [備考] 岐阜大学 工学部 人間情報システム工学科 川崎・毛利研究室
  • URL: http://robo.mech.gifu-u.ac.jp/
• [備考] 産学プラザ 岐阜大学 川崎晴久
  • URL: http://www.sangakuplaza.jp/page/131123
• [備考] RT-net
  • URL: http://www.rtnet-biz.jp/_search/univ.php?id=24
• [備考] 日本ロボット学会
  • URL: http://www.rsj.or.jp/rij/?page_id=73
• [備考] (株)丸富精工
  • URL: http://www.maru-tomi.co.jp/
• [備考] イー・バレイ(株)
  • URL: http://www.e-valley.co.jp/ws/recruit_new/img/work/taidan1.pdf
• [備考] (株)テック技販
  • URL: http://www.tecgihan.co.jp/p1.htm
• [備考] Aksonas Co.,Ltd
  • URL: http://robothand.eu/en/products/roboti
• [産業財産権] 側面設置型力覚提示インターフェイス (2011)
  • 発明者名: 川崎 晴久, 遠藤孝浩, 毛利哲也
  • 権利者名: 国立大学法人岐阜大学
  • 産業財産権種類: PCT 特許出願
  • 産業財産権番号: 国際公開番号WO2012/081402
  • 出願年月日: 2011-11-30
  • 外国