人工現実感VR空間モデルの生成とパラレルマニピュレータの双方向協調制御

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近年,危険な環境下での産業機械等の高度な遠隔作業が求められており,操作者に対して視覚情報だけでなく臨場感のある作業感覚を提示することが必要となっている.本研究ではパラレルマニピュレータを対象とし,人間が仮想空間による視覚だけでなく,人工現実感(Virtual Reality : VR)によって力覚をも体感可能なシステムを開発する.これらの双方向協調制御の基本技術課題を確立することができれば,遠隔操作支援の実現,およびパラレルマニピュレータの多様な用途への応用展開が可能となる.研究方法本研究はパラレルマニピュレータを対象として,位置情報と力覚情報の双方向協調制御システムを構築し,操作者に視覚と力感覚をリアルタイムで提示できるようにする.研究成果・多自由度パラレル機構の動力学解析を行い,6本の空気圧シリンダ推力とプラットフォームが発生する力の関係を解析・計算機演算した.これによりVR空間上からパラレルマニピュレータへの力覚提示を実現可能となった.・シリンダ長からプラットフォームの6自由度運動を演算し,これを3次元VR空間上における移動物体の動作として表示した.プラットフォームの動作と同期して高速に描画できるようにするため,高速リアルタイム表示が可能な3次元グラフィックライブラリであるOpen GLを用いた.・空気圧式6自由度パラレルマニピュレータを試作した.平成18年度に試作したパラレルマニピュレータをもとに,ハード部品の再検討や設計等の見直しにより装置の改良試作を行い,動作範囲,発生力ともに大幅に改善した.・3次元VR空間での移動物体と試作した空気圧パラレルマニピュレータの動作をリアルタイムで連動させ,位置・力覚の双方向協調制御が実現可能であることを確認した.