Development of Planar-Driven Tactile Sense Transmission System with Visual Feedback

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本研究では新たに開発する平面3自由度アクチュエータ、提案するビジュアルフィードバックによる力触覚伝送制御手法を統合することで、低コスト・堅牢かつ操作者の負担軽減が可能な力触覚伝送システムを実現する。本研究目的を確実に達成するため、本研究では五年間の研究期間を三つの小期間に分割。各期間に小目的を設定し研究を推進する。本年度は研究計画第一期（2021年4月～2023年3月）に該当し、昨年度に引き続き「A.平面3自由度アクチュエータの開発」に取り組んだ。従来のマスタ・スレーブ構造を有する力触覚伝送システムは、自由度の増加に伴い機構的な制約が増え、人の動作の妨げとなっていた。本研究計画第一期では、2次元平面上でX、Yおよびロール（姿勢）の動作、力検出が可能なアクチュエータを開発し、上記課題の解決を図る。具体的な構造としては、永久磁石と非磁性体のボールスライダ機構を有する可動子と、平面状にコイルを配置した固定子を組み、各コイルに流す電流を制御することで磁場を発生させ、可動子の3自由度動作実現を図る。本年度はフィードフォワードの電流制御に成功した原理検証試作一号機に対して、フィードバック制御を行うための磁極位置検出手法として機械学習による画像処理技術に取り組み、検出対象の制約の少ない座標・距離取得システムを構築した。また、本取り組みは研究計画第二期（2023年4月～2025年3月）に予定している「B.ビジュアルフィードバックによる力触覚伝送制御の確立」にも拡張が可能であると考えられる。