拡張現実感表示技術を応用した歯型彫刻ナビゲーションシステムの開発

これまでの研究で申請者は、歯科技工士教育における歯型彫刻の習得効率を高めるため、歯牙の3次元形状計測とCAD/RP-CAM法を用いて、多面体外形線記入定規を作製し、作業ステップを規格化することにより学生が歯型彫刻を効率よく習得できる教育法を開発した。しかし、多面体外形線紀入定規を使用した彫刻方法では、完成型に近い多面体の形成には限界があり、これまでの成果をより効果的に歯型彫刻に用いるためには、新たに細部の再現を可能にする彫刻方法が必要不可欠となった。多面体ステップモデルおよび歯牙のSTLデータを実際の歯型彫刻用石膏棒に表示させることにより、細部を精密に再現することが可能であると考え、石膏棒に虚像を形成し、映像化させた歯牙モデルをHMD(Head Mounted Display,頭部装着ディスプレイ)を通してバーチャルリアリティに歯型彫刻を実践できる歯型彫刻ナビゲーションシステムの開発を試みた。多面体ステップモデルのSTLデータを実際の歯型彫刻に用いるため、歯型彫刻用石膏棒に歯牙のSTLデータを画像合成する理論構築、プログラムの実装を行った。その結果、3次元計測した歯牙模型ならび多面体ステップモデルのSTLデータを実際に彫刻する石膏棒に虚像を形成し映像化させることができた。多面体ステップモデルの虚像が石膏棒に映し出されるため、効率的に彫刻することが可能となった。このシステムを利用すれば、学生はHMDによって石膏棒に映し出される手順に従い、歯牙の荒彫り多面体から完成までのステップを実際に彫刻することができた。彫刻の手順は勿論のこと、彫刻物と歯牙模型との比較も可能であり、新入生の歯型彫刻には有効である。更に、HMDを装着した指導教員とは異なる場に存在するHMDを装着した生徒が同一の視野を共有することで同一の空間内で実習が行える。よって、本研究の成果はVR技術を用いたこれからの新たな教育への試みである。

これまでの研究で申請者は、歯科技工士教育における歯型彫刻の習得効率を高めるため、歯牙の3次元形状計測とCAD/RP-CAM法を用いて、多面体外形線記入定規を作製し、作業ステップを規格化することにより学生が歯型彫刻を効率よく習得できる教育法を開発した。しかし、多面体外形線紀入定規を使用した彫刻方法では、完成型に近い多面体の形成には限界があり、これまでの成果をより効果的に歯型彫刻に用いるためには、新たに細部の再現を可能にする彫刻方法が必要不可欠となった。多面体ステップモデルおよび歯牙のSTLデータを実際の歯型彫刻用石膏棒に表示させることにより、細部を精密に再現することが可能であると考え、石膏棒に虚像を形成し、映像化させた歯牙モデルをHMD(Head Mounted Display,頭部装着ディスプレイ)を通してバーチャルリアリティに歯型彫刻を実践できる歯型彫刻ナビゲーションシステムの開発を試みた。多面体ステップモデルのSTLデータを実際の歯型彫刻に用いるため、歯型彫刻用石膏棒に歯牙のSTLデータを画像合成する理論構築、プログラムの実装を行った。その結果、3次元計測した歯牙模型ならび多面体ステップモデルのSTLデータを実際に彫刻する石膏棒に虚像を形成し映像化させることができた。多面体ステップモデルの虚像が石膏棒に映し出されるため、効率的に彫刻することが可能となった。このシステムを利用すれば、学生はHMDによって石膏棒に映し出される手順に従い、歯牙の荒彫り多面体から完成までのステップを実際に彫刻することができた。彫刻の手順は勿論のこと、彫刻物と歯牙模型との比較も可能であり、新入生の歯型彫刻には有効である。更に、HMDを装着した指導教員とは異なる場に存在するHMDを装着した生徒が同一の視野を共有することで同一の空間内で実習が行える。よって、本研究の成果はVR技術を用いたこれからの新たな教育への試みである。