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実測に基づくヒト指先の精緻な実時間変形・接触シミュレータ構築と触感情報提示

基于实际测量和触觉信息呈现的人体指尖精确实时形变/接触模拟器的构建

基本信息

批准号：
20H04234
负责人：
田川和義
金额：
$ 11.56万
依托单位：
Aichi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04234/
关键词：
指モデリングシミュレーション触覚変形シミュレーション

项目摘要

【柔軟指の計測とモデリング】の研究項目においては，昨年度は実指の腹側にマーカを着色（マジックインキを使用）し，片面に凹凸状の加工を施した透明アクリル板を触れた状態で，爪側から一定の押下力を与えながら，透明アクリル板を接線方向に移動させ，その際の実指の動的な挙動を透明アクリル板の裏から高速度カメラで撮影する実験を行った．凹凸形状を有する透明アクリル板越しで撮影を行うため，アクリル板と空気の屈折率の違いに起因する像の歪みが問題となり，光線追跡による補正処理を行うことで解決を試みたが，指の皮膚が鉛直方向に浮いた場合の補正は困難であった．本年度は，スプレー塗料を用いて実指の腹側にごく小さなマーカを多数着色後，拭き取りを行うことで，指紋の谷の部分（皮膚小溝）に残されたマーカのみの追跡を試みた．これにより，指本来の摩擦特性をほぼ維持したままの計測が可能となるのではないかと考えた．さらに，高速度カメラのレンズをテレセントリックレンズに変更することで，透明アクリル板の凹凸表面の法線がレンズの光軸と一致する状況（例えば矩形の凹凸形状）であれば，光線追跡等の補正がなくとも計測が可能となる環境を整えた．【仮想柔軟指の実時間変形・接触シミュレーション】の研究項目においては，昨年度構築した，示指の側面側から見た際の中央断面の変形・接触シミュレータによるシミュレーション結果と実物の指の計測結果と間で，ヤング率およびポアソン比のパラメータ同定を行った．

[Soft finger measurement and release] research project in the middle, last year, the ventral side of the finger in the middle, coloring (Use) When the one-sided concave and convex processing is applied, the transparent plate is in contact with the claw side, and the claw side is pressed with a certain force. When the transparent plate is moved in the direction of the connection, the finger movement is carried out. Concave-convex shape: transparent, transparent. This year, the paint is used to paint the ventral side of the finger. After most of the coloring, the ink is removed and the fingerprint valley (skin groove) is left. This means that the original friction characteristics can be maintained. In addition, the correction of light tracing, etc., is possible due to the change of the normal line of the concave and convex surface of the transparent plate (e.g., rectangular concave and convex shape) and the adjustment of the environment. The research project of "Want soft finger to realize the shape and contact of the finger" was carried out in the middle of last year's construction. The center section of the finger bottom surface was observed in the shape and contact of the finger. The results of the measurement of the finger were measured in the middle of the year. The ratio of the finger to the contact of the finger was determined in the same way.