遠隔協働のための柔軟物の高品質可触化

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24700117
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: メディア情報学・データベース
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 黒田 嘉宏 大阪大学, サイバーメディアセンター, 准教授 (30402837)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 可触化 / 計算力学 / 生体信号処理 / 機械学習 / 有限要素法

研究概要

医療分野では、安全で効率的な訓練環境の実現が急務となっている。本研究では、触知覚的に高品質な遠隔協働環境の実現を目指し、伝送遅延や計算遅延を補償する柔軟物の可触化手法を開発した。まず、柔軟物変形の計算遅延に対して、幾何学的非線形性に基づく変形を逆剛性マトリクスの逐次更新により力覚提示可能とする手法を開発した。結果、従来は困難であった200節点以上の物体に対して実時間処理が可能であることがわかった。また、生体信号処理と機械学習により、実際の運動よりも早く筋活動を取得し、運動推定が可能であることを確認した。本課題により柔軟物操作に伴う計算遅延と伝送遅延を補償する遠隔協働環境の基盤技術が確立された。

研究成果

• [雑誌論文] 力覚提示指向の大変形有限要素法シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒田嘉宏,浦西友樹,井村誠孝,大城理
  • 雑誌名: 日本バーチャルリアリティ学会論文誌 巻: Vol.18, No.4 ページ: 497–506
• [雑誌論文] Analysis of laparoscopic dissection skill by instrument tip force measurement (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshida, H. Kinoshita, Y. Kuroda, O. Oshiro, T. Matsuda
  • 雑誌名: Surg Endosc 巻: Vol.27, No.6 ページ: 2193-2200
• [雑誌論文] 加速度センサによる斜視内視鏡の回転量推定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 黒田嘉宏,森口裕樹,滝内秀和,井村誠孝,山本新吾,大城理
  • 雑誌名: VR医学 巻: Vol.10, No.1 ページ: 1-10
• [学会発表] Large Deformation with Haptic Interaction by Stepwise Rotation Update of Finite Element Model (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuroda, Y. Uranishi, M. Imura, O. Oshiro, H. Takemura
  • 学会等名: Proceedings of Computer Assisted Radiology and Surgery 2014
  • 発表場所: Fukuoka/JAPAN(To appear)
  • 年月日: 2014-06-26
• [学会発表] Adaptive Method for Robust Onset Detection in Surface-Electromyography Signals (2014)
  • 著者名/発表者名: C. Sichting,Y. Kuroda,K. Kiyokawa,H. Takemura
  • 学会等名: 生体医用画像研究会第1回若手発表会
  • 発表場所: 吹田(pp.15)
  • 年月日: 2014-03-15
• [学会発表] Novel Algorithm for Real-Time Onset Detection of Surface Electromyography in Step-Tracking Wrist Movements (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuroda, I. Nisky, M. Imura, Y. Uranishi, A. M. Okamura, O. Oshiro
  • 学会等名: 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2013)
  • 発表場所: Osaka/Japan(pp.2056-2059)
  • 年月日: 20130703-07
• [学会発表] 大変形有限要素法における反力提示 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒田嘉宏,浦西友樹,井村誠孝,大城理
  • 学会等名: 日本バーチャルリアリティ学会研究報告, 18 - HDC11
  • 発表場所: さいたま(pp.13 - 16)
  • 年月日: 2013-11-08
• [学会発表] Haptic Glove Using Compression - induced Friction Torque (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuroda, Y. Shigeta, M. Imura, Y. Uranishi, O. Oshiro
  • 学会等名: ASME Dynamic Systems and Control Conference, DSCC2013 - 3866
  • 発表場所: Palo Alto/USA
  • 年月日: 2013-10-22
• [学会発表] 力覚提示指向の大変形有限要素法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒田嘉宏,浦西友樹,井村誠孝,大城理
  • 学会等名: 日本バーチャルリアリティ学会大会
  • 発表場所: 大阪(pp.679 - 682)
  • 年月日: 2013-09-20
• [学会発表] AR手術ナビゲーションとハプティクス技術の融合と展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒田嘉宏
  • 学会等名: 第13回日本VR医学会学術大会
  • 発表場所: 寝屋川
  • 年月日: 2013-08-31
  • 招待講演
• [学会発表] Prior Estimation of Motion Using Recursive Perceptron with sEMG : A Case of Wrist Angle (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuroda, T. Tanaka, M. Imura, O. Oshiro
  • 学会等名: 34th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2012)
  • 発表場所: San Diego/USA(pp. 5270-5273)
  • 年月日: 20120828-0901
• [学会発表] 表面筋電図を用いた運動予測に基づく力覚提示に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 黒田嘉宏, I. Nisky,田中岳,浦西友樹,井村誠孝, A. M. Okamura,大城理
  • 学会等名: 第9回日本バーチャルリアリティ学会力触覚の提示と計算研究会
  • 発表場所: 大阪( pp. 11-14)
  • 年月日: 2012-11-15
• [備考]
  • URL: http://www.ime.cmc.osaka-u.ac.jp/~ykuroda/