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Measurement and computation method for data-driven tactile distribution display

数据驱动的触觉分布显示测量与计算方法

基本信息

批准号：
22K17936
负责人：
佐瀬一弥
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Tohoku Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17936/
关键词：
ハプティクス機械学習圧力分布データ駆動圧力分布提示

项目摘要

研究実施計画に基づき，2022年度は主に圧力分布測定装置の開発を行った．圧力分布測定装置は，指が対象物体に接触した際の指腹に生じる圧力分布を収集するためのシステムである．圧力分布センサには高解像度かつ高感度な静電容量型圧力分布センサ（PPS社製触覚アレイセンサ，ピッチ1.5 mm x 1.5 mm, センサ配置15 x 16）を導入した．また，指模型を様々な位置姿勢で対象物体に押し付けたときに生じる圧力分布を測定するために，指模型をエンドエフェクタに装着可能な6軸ロボットアームを導入した．また，指模型や実験試料作製のために光造形3Dプリンタを導入した．これらにより，圧力分布の自動収集システムのプロトタイプを構築した．圧力分布データの収集には上記の装置のほかに，実際のヒト指を用いた方法と，ヒト指の計算モデル（有限要素モデル）に基づいた方法も検討した．ヒト指を用いた方法では，精密ステージを利用してヒト指を剛体平板に押し付け，その際の圧力分布を計測した．それと同条件でヒト指計算モデルの変形応力解析を行い，これらの結果を比較した．その結果，現状では実験と計算の間で接触面積と圧力分布の差異が大きかった．そのため，実験と計算の双方での妥当性を今後確認していく必要がある．機械学習に基づいた触覚提示の基礎的検証として，位置を入力し，反力を出力する学習モデルの作成に取り組んだ．学習データは，6軸力覚センサプローブをモーションキャプチャシステムでトラッキングすることでプローブ位置とそれに対応する反力を測定して作成した．対象物体は柔軟物体とした．学習手法にはRBFネットワークを用いた．収集したデータを用いて構築した学習モデルを用い，力覚提示が可能であることが確認できた．今後は本手法を拡張し圧力分布提示に応用していく予定である．

In the year 2022, the main force distribution measurement device was launched. The force distribution measurement device refers to the contact force distribution of objects in the abdomen and abdomen. The force distribution is in contact with the abdomen. The force distribution is sensitive to high resolution, high resolution, high sensitivity, static capacity, and so on (PPS). 1. 5 mm x 1. 5 mm, configuration 15 x 16). This means that the model is in a position and posture, and that the model is loaded with the force distribution of the object, which means that the model is equipped with the possibility that it may be 6 times. It means that the model is used as a tool for optical shaping, 3D equipment, equipment and equipment. This refers to the calculation of the finite element method. This means that the calculation is based on the accuracy of the method, the precision method, the calculation of the force distribution, the calculation of the force, the analysis of the force, and the results of the calculation. The contact force distribution on the contact surface of the machine is not the same as that of the contact surface. The force distribution of the contact surface is different from that of the contact surface, and it is necessary for both sides to confirm that it is necessary to do so in the future. The mechanical mechanics basic equipment contact prompts the base equipment, the position input force, and the counterforce force to make the acquisition of the components. 6. To learn how to use a flexible object, such as an object, a flexible object, a soft object, a soft object, a soft You may be prompted to confirm the situation. In the future, you will be prompted by the distribution of forces in this technique.