身体性が拡張する建機遠隔操作システムの研究開発

扩展物理性的工程机械远程控制系统的研发

基本信息

批准号：
19K20093
负责人：
佐藤勇起
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Ibaraki University (2022)Nara Institute of Science and Technology (2021)Ritsumeikan University (2019-2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

災害現場の二次災害防止などを目的として，建設機械の遠隔操作に関する研究開発が行われているが，従来の建機遠隔操作システムの操縦座席は固定されているため，視覚と前庭感覚の運動情報の間に矛盾が生じ，映像酔いの発症や操作性の低下が懸念されている.そこで本研究では，快適に操作可能な建機遠隔操作システムの実現を目指し，操縦座席を回転させることが，動揺病や操作性に与える影響を検証することを目的とした. 遠隔操作システムは，回転座席，ショベルカーのラジコン，ラジコンに取り付けたカメラ，ヘッドマウントディスプレイ(HMD)などから構成された.被験者がコントローラーを操作すると，回転座席とラジコンが水平方向に同期して回転した.実験課題として，ショベルカーのバケットの中心を，±45°の位置に配置した目標物に合わせる位置決め課題を10分間行い，座席回転あり条件となし条件で動揺病と操作性をアンケートで評価した. その結果，座席回転なし条件で映像酔いが重症化した人は，映像酔いが重症化しなかった人と比較して，座席回転あり条件で映像酔いが有意に軽症化する傾向があった.また，運動主体感の値は，座席回転あり条件では 0よりも有意に大きくなったが，座席の回転なし条件では，0よりも有意に大きくならなかった. これらの結果は，建機遠隔操作において，座席回転なし条件で映像酔いが重症化した人のほうが，軽症である人よりも座席回転による動揺病の軽減効果が期待できることを示唆している.また，座席回転あり条件では運動主体感が生じる可能性を示唆している.本研究により，座席回転によって，建機遠隔操作システムの操作快適性が向上する可能性が示唆された.さらに，操作快適性の向上を目指し，軽量なスマートグラスや，より広い視野に高解像度，低遅延のカメラ映像を無線で提示可能なHMDを用いたシステムを開発した.

研究和开发是针对建筑机械远程控制进行的，目的是预防灾难现场的次要灾难，但是由于常规施工机械遥控系统的飞行员座位是固定的，因此人们担心视觉和前庭感觉运动信息将会发展出来，从而导致视频疾病的发展以及可操作性的可操作性。因此，在这项研究中，目的是实现一个可以舒适的遥控系统，目的是验证旋转飞行员座椅对搅动和可操作性的影响。遥控系统由旋转座椅，一辆无线电控制的铲车，连接到无线电控制货车上的相机，头部安装的显示器（HMD）。受试者在操作控制器时，旋转座椅和无线电控制的控制水平旋转。作为一项实验任务，我们执行了一项定位任务，使目标与铲子汽车桶的中心匹配10分钟的位置±45°，持续了10分钟，并且在不可能的情况下，在不及格的情况下评估了易于锻炼的情况，并在不可能的情况下进行了调查。与没有座椅状况的人相比，与没有严重视频疾病的人相比，在座椅轮换的情况下，视频疾病明显温和。此外，在座椅旋转的情况下，基于运动的感觉值明显大于0，但在座椅旋转的情况下不高于0。这些结果表明，在偏远的建筑机械中，在不需要座椅轮换的情况下，患有严重视频疾病的人可以预期，座椅旋转造成的摇摆疾病比轻度症状。他们还表明，可用座椅旋转的条件可能会引起运动驱动的感觉。这项研究表明，座椅旋转可以改善施工机械遥控系统的运行舒适度。此外，为了提高操作舒适性，我们使用轻巧的智能眼镜和HMD开发了一个系统，该系统可以无线呈现具有更广阔视野的高分辨率，低延迟摄像机镜头。