2018 Fiscal Year Annual Research Report
身体化ハプティクス：道具の身体適応を促す適切な触覚付与の設計論
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17H01252
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 由浩 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90432286)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河島 則天 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 運動機能系障害研究部, 研究室長 (30392195)
吉川 雅博 大阪工業大学, ロボティクス&デザイン工学部, 准教授 (40584511)
藤原 道隆 名古屋大学, 医学部附属病院, 准教授 (70378222)
佐野 明人 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80196295)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 触覚フィードバック / 手術支援機器 / 義手 / 身体認識 / 人間機械システム / 触覚センサ / 振動伝搬 / 個人差 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
触覚は外界の知覚だけでなく，自身の身体認識や運動制御に大きく関係する．道具使用における道具上の触覚検出と使用者への触覚呈示は道具の身体化を促し，操作性付与による使用者の能力活用・拡張と道具性能の引出し，さらに身体認識に繋がる．本研究は，腹腔鏡下手術用触診システムおよび触覚付き義手を具体的な開発対象とし，道具の身体化を促す触覚付与の設計論構築を目指している．本年度は，共通基盤として，手や前腕の異なる部位による振動検出閾値の調査や感覚における個人差，各開発対象については，走査型触診システムにおける触覚提示の評価や押込型触診システムにおける触覚提示の検討，装飾義手における多指化について主に研究開発を進めた．
振動検出閾値の調査では，指先，手の甲，腕の順で特に高周波の振動検出閾値が大きくなることが確認され，機械受容器の分布量や振動伝搬との関連性が考察された．また，粗さ感を例に，複数種の刺激が関与する感覚では，各刺激の関与の重みに個人差があり，同じ対象でも異なる感覚を各人が持つことが示された．
走査型触診システムでは，昨年度開発した，空気圧式の指輪型触覚提示装置について評価実験を行い，感度の向上に加え，確信度の向上も確認でき，足への触覚提示に比べて，道具を用いている手に触覚提示する効果が示された．さらに，押込型触診システムの開発を進め，指輪型触覚提示装置の接触部の面積を小さくする改良を行い，硬さ評価を行いやすくした．
触覚付義手では，昨年度の検討を基に，義手の骨格の外周に厚みをつけることで, 望まない振動を遮断して義手に配置した触覚センサの受容領域を設計可能にし，複数指に触覚センサを有する装飾義手を開発した．
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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
当初の計画のように，走査型触診システムにおける触覚提示の実装と有効性評価，押込型触診システムへの展開，装飾義手における多指化，また，感度に関する触覚の基礎研究が進んでおり，順調である．触覚の知覚に関する個人差については，今後に繋がる重要な基礎的知見が得られ，また，得られた知見を基にした人と機械の協調に関する新たな方向性も見いだすことができ，研究が広く進展した．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度に得られた結果を基にして，様々な身体部位に対する感度や振動特性，個人差の検討を継続して進めるとともに，複数の触覚情報の統合性について検討する．触診システムについては，押込型における硬さ知覚の増強や触覚提示の有効性の検証，さらに，把持型の展開を始める．義手については，開発した多指化した触覚付装飾義手について，身体化の有効性を検証し，さらに装飾義手で得られた知見を基に，電動義手への触覚付与を進める．
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