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接触力情報を活用した空気式ヒューマンインターフェースの開発

使用接触力信息开发气动人机界面

基本信息

批准号：
12750219
负责人：
高岩昌弘
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750219/
关键词：
空気圧サーボパラレルマニピュレータ仮想現実感力覚呈示マスタースレーブシステムインピーダンス制御空気圧サーボ機構弾性特性接触力,接触点検出空気式パラレルマニピュレータヒューマンインターフェースコンプライアンス呈示

项目摘要

近年,医療・福祉分野等において,人を作業対象とするロボットシステムに対するニーズが高まってきている.本研究では人から機械システム,および機械システムから人への情報伝達手段として力覚情報に着目し,接触力情報を活用した機械システム(ヒューマンインターフェース)の開発を行った.具体的には,以下に示す二項目について実施した.(1)仮想現実感技術における対象物表面の弾性特性呈示装置の開発空気圧アクチュエータを駆動リンクとする小型のパラレルマニピュレータを試作し,人が印加した力の作用点,方向,大きさをマニピュレータ自身が検出するアルゴリズムを構築し,それに基づいて作用点に対して任意のコンプライアンスを呈示する手法を提案した.マニピュレータに印加した力とマニピュレータの変形量は別の計算機へ送信され,その中に構築した仮想対象物モデルをリアルタイムに変形される.このように力覚のみならず視覚をも用いた対象物の弾性認識動作を通し,基本的な制御性能に関する検証を確認した.しかし,これの具体的な応用へはまだ着手できておらず,今後の課題として残っている.(2)操作感覚呈示型遠隔操縦装置の開発マスタースレーブシステムは人が直接立ち入れない環境でロボットに作業を代行させる手段として有用である.本研究では従来より提案されているバイラテラル機能に加え,作業場面ごとに操作者に対して適切な支援力を与えることを考えた.これを実現するため,マスタ側にインピーダンス制御系を構成し,そのインピーダンスパラメータを操作者が作業を停止することなく任意の時刻に更新する手法を提案した.例えば手先の細かな動作が要求される作業では粘性力を向上させることにより手ぶれの影響を防止できるなどの効果が実験的に確認された.

In recent years, the medical and welfare division, such as human work, has been highly developed. This study aims to explore the development of human mechanical systems, mechanisms and information transmission methods, and the use of force information in the development of human mechanical systems. Specific, the following two items are shown. (1)A method for displaying the characteristics of an object surface is proposed, in which the application point, direction, and base force of the object surface are detected. The computer system is designed to be able to communicate with the user. This is the first time that we've seen the power of the camera, and we've seen the nature of the object, and we've seen the basic control performance. This is the first time that we've been working on this topic. (2)The development of remote control devices with operating sensors is a direct response to environmental conditions and a means of performing tasks. This study is aimed at improving the performance of the system, and improving the support capability of the operator. This is the first time that the operator has been able to update the system at any time. For example, if the user's hand moves carefully, the user's hand moves upward, and the user's hand moves upward, the user's hand moves upward, and the user's hand moves upward, and the user's hand moves upward, the user's hand moves upward, and the user's hand moves upward, and the user's hand moves upward.