2016 Fiscal Year Annual Research Report
バイオフィードバックによる高忠実ハイブリッド力覚提示システムの実現に関する研究
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15H02734
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
赤羽 克仁 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (70500007)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 誠 首都大学東京, システムデザイン研究科, 客員教授 (50114872)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ハプティックインタフェース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
設計した把持力の測定を可能にする軽量で剛性の高い力覚提示グリップの試作および評価を行った．計測される力には把持力のほかに力覚提示装置が発生している力（提示力）も含まれるため，計測される力から把持力と提示力の分離を行う．特にエンドエフェクタは把持力を集中させる構造をとり，対向した2つの圧力センサを用いることで，把持力（内力）と提示力（外力）の分離を実現した．また，各指先の個別の圧力も軽量な薄膜タイプの力センサをグリップ球面に覆い，圧力分布の測定を可能とした．前年度に設計した把持力測定専用コントローラおよびインピーダンス型アドミッタンス型の制御機構を組み合わせてハイブリッド型の力覚提示装置の設計・実装を行った．特にアドミッタンス型とインピーダンス型の双方のメリットを生かして，VRシステムの状態や操作者の生体信号から得られる状態を用いて2つの制御方式を混在させることを試みた． 具体的には，VR世界の状況は時々刻々変化するが，力覚提示部に大きな力の変動がみられるような状況において，操作者の把持力に応じて制御方式を切り換える方式について取り組んだ．特に物体と物体が衝突した状況では力覚提示部の剛性を高くしなければならないが，そのような場合アドミッタンス型によりグリップの位置を高い剛性で拘束することが可能である．一方，力覚提示部に高い剛性を必要としないフリースペースでの操作においてはインピーダンス型により操作の透過性の向上をはかり，これらを把持力によるバイオフィードバックによりダイナミックに制御することにより安定でかつ忠実性の高い制御が可能となるシムテムを目指し研究に取り組んだ．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
提案する把持力を測定可能にするワイヤ駆動型力覚提示専用のエンドエフェクタの設定と実装が予定通りに進んでいる。
そのため、今後の研究が計画通りに進むと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までに設計・開発した専用のバイオフィードバックによる力覚制御コントローラにハイブリッド型として実装したワイヤ駆動型力覚提示装置SPIDARの評価を行う．力覚提示装置に把持力計測グリップを取り付け，バイオフィードバックにより実際にVR世界の物体を操作可能であるか，安定性と忠実性が両立されているか評価実験をおこない確認する．また，VR世界を物理シミュレータおよび2D-3D変換による力覚レンダリング手法により構築し，その世界の物体を操作し，物体接触時やフリースペースでの操作性について，把持力と制御手法の関係性を示し提案手法の有効性を確認する．把持力とハイブリッド制御の関係を調べる．これにより，操作者の物体に働く内力と制御手法の関係を明らかにすることを目指す．
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Research Products
(11 results)
