| 研究課題/領域番号 |
25220903
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
大西 公平 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (80137984)
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| 研究分担者 |
森川 康英 国際医療福祉大学, 大学病院, 教授 (90124958)
小澤 壯治 東海大学, 医学部, 教授 (10169287)
下野 誠通 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90513292)
大石 潔 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40185187)
名取 賢二 千葉大学, 大学院工学研究科, 助教 (70545607)
元井 直樹 神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (10611270)
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| 研究期間 (年度) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| キーワード | 電気機器学 / ハプティクス / 医工連携 / 動作抽出 / モーションコントロール / 遠隔操作 |
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| 研究実績の概要 |
本研究はモーションコントロールの基本原理を用いた人間支援システムであるHEM2の開発通じて、人間の動作を抽出し、これを複数軸時空間統合して人間のしなやかで力強い行為を抽出、記録、再現することを狙っている。それにより医療分野のみならず、広く産業や農業分野などにおいても大きな貢献が期待でき、労働力がより希求されているものの実際の労働人口が減少していく超成熟社会の基盤技術となる得る。本年度は昨年度に続き研究計画を前倒ししたばかりではなく、一般性の高い多自由度の新しいHEM2を設計し、製作にまで至った。これを含め、次のような研究成果を得た。
1. 統合化されたLSIチップを完成させ、高性能で小型軽量のハプティックドライバを完成させた。LSIチップはHEM2を普及させるために必要な機能を搭載しており、本研究成果によるオープンイノベーションの展開に不可欠である。
2. ネットワークを介した遠隔力触覚伝達における通信プロトコルを改良し、より遠い遠隔動作を可能にした。この結果を用いて、日本とシンガポールを結んで歯科ドリルによる遠隔動作実験を成功させることが出来た。力触覚を用いた海を隔てた地域間に遠隔実験としては、世界初である。
3. 本技術を産業界に普及させるべくコンソーシアムを結成し、企業への普及を開始した。
4. 両腕で10自由度を持つ簡易であるが、使いやすいHEM2を設計し、かつ製作を行った。
以上の成果を学術論文、学会発表、招待講演などを通して、社会に発信した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
平成28年度は当初の研究計画を越え大幅に前倒し、ハプティクス技術普及の原動力になるLSIを完成させ産業界に試供するとともに、様々なソリューション事業への展開を図ることができた。また、これまでの22自由度44軸のHEM2に加え、簡易であるが使いやすい10自由度の両腕型HEM2の設計と試作を行うなど当初の目標を越えて本研究結果を大きく膨らませることが出来た。これまでの研究と併せ、身体機能の「表現」理論（研究計画A）、「発現」理論（研究計画B）および行為「実現」理論（研究計画C）はほぼ完成に達したといえる。理論を主体とした研究であるこれら三つの研究計画に対し、実装を主体とした研究計画Dがほぼ並行して行われたが、過年度は遠隔操作のための実験装置を作成し、日本とシンガポール間で実地実験を行った。このように5000kmを越える距離で力触覚通信を行ったのは世界初である。このように以上より平成28年度は当初の目標以上の成果が達成されていると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成28年度の研究進捗より、人間の動作を速度と力加減の２つの双対な変数に分解、再構築してHEM2によりプレイバックできることが実際の実験でも確認された。今年度は当初の研究計画である医工融合基盤革新の枠を超え、より一般的な概念であるGPM(General Purpose Machine)を提案しその基本設計を行いたいと考える。また、これまでの研究から、人間の様々な行為がコンテンツか出来ることが明らかになったので、社会に広く普及させるためにはコンテンツを蓄積し、かつ編集できるプラットフォームが必要であると考えられる。これは本研究で実施している医工融合基盤のさらなる拡張になるであろう。GPMとデータ化された行為の編集機能により、本研究成果が産業や民生にまで広く応用されると期待される。そのため次の内容に対して重点的に研究開発を実施する。
1. データ化された行為の編集システムの開発：本研究成果を援用することで編集された人間の行為をGPMによりプレイバックする仕組みを開発する。
2. 行為コンテンツを蓄積、配信するシステムの開発：行為コンテンツをインターネット等により利用可能とする配信システムを開発する。
これらの活動はすでに発足しているコンソーシアムと連携して進めるとともに、学術成果を論文としてまとめ発表する。また、その成果の一部はマスメディアや公開シンポジウムなどを通じて広く社会に発信する。
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