並列ソレノイドアレイによるリンクレスマニピュレーションの研究

本研究では,作業する人間に対して安全かつ自由度の高い触力覚を伴うインタラクティブ空間の実現を目指し、状況に応じた並列的に磁場制御を実現するSmart Fieldの考えを導入することにより、多関節リンク構造を排除した新たな触力覚インタラクション法を提案する。本研究で導入するSmart Fieldは、並列に制御可能な磁場を生成するField Actuation、場あるいはそれに関係する状態を観測するField Sensing、状況に応じた制御すべき場を計算するField Computingのそれぞれが強く結びついた制御ループにより実現されるものであり、環境に対応した自由度の高い触力覚インタラクティブ空間を実現するものである。特に本研究では、従来ほとんど研究開発がされなかったField Actuation(並列磁場制御)機能の実現を目指し、ソレノイドアレイから発生する磁場を並列制御する方法について磁場解析シミュレーションなどで検証し、その実現可能性について議論する。その上で、Field Actuation機能を検証するソレノイドアレイシステムを試作し、複数対象に対するリンクレスマニピュレーションの基本的機能を、システムレベルで基本的な解析・検証を行い、提案するSmart Fieldの概念の有効性を検証する。平成16年度は、並列磁場制御による並列リンクレスマニピュレーション機能を検討すると同時に、対象及びその周りを観測する視覚システムを導入することにより、環境に応じた知的リンクレスマニピュレーション機能を検討した。これにより、磁揚によるSmart Fieldによるリンクレスマニピュレーションの実現可能性を見出した。具体的には以下の手順で研究を進めた。1)磁場制御されたソレノイドアレイ上での、並列リンクレスマニピュレーション機能の検討を行った。2)視覚システムを導入し、ソレノイドアレイシステムを制御可能な情報抽出システムを設計した。3)視覚システムによる制御情報により、ソレノイドアレイの磁場を並列制御する手法を検討した。4)環境に応じた知的リンクレスマニピュレーション機能が実現できるかを検証した。5)1)〜4)までのシステムレベルでの検討を基に、磁場によるSmart Fieldにより実現されるリンクレスマニピュレーションの実現可能性を見出した。

本研究では,作業する人間に対して安全かつ自由度の高い触力覚を伴うインタラクティブ空間の実現を目指し、状況に応じた並列的に磁場制御を実現するSmart Fieldの考えを導入することにより、多関節リンク構造を排除した新たな触力覚インタラクション法を提案する。本研究で導入するSmart Fieldは、並列に制御可能な磁場を生成するField Actuation、場あるいはそれに関係する状態を観測するField Sensing、状況に応じた制御すべき場を計算するField Computingのそれぞれが強く結びついた制御ループにより実現されるものであり、環境に対応した自由度の高い触力覚インタラクティブ空間を実現するものである。特に本研究では、従来ほとんど研究開発がされなかったField Actuation(並列磁場制御)機能の実現を目指し、ソレノイドアレイから発生する磁場を並列制御する方法について磁場解析シミュレーションなどで検証し、その実現可能性について議論する。その上で、Field Actuation機能を検証するソレノイドアレイシステムを試作し、複数対象に対するリンクレスマニピュレーションの基本的機能を、システムレベルで基本的な解析・検証を行い、提案するSmart Fieldの概念の有効性を検証する。平成16年度は、並列磁場制御による並列リンクレスマニピュレーション機能を検討すると同時に、対象及びその周りを観測する視覚システムを導入することにより、環境に応じた知的リンクレスマニピュレーション機能を検討した。これにより、磁揚によるSmart Fieldによるリンクレスマニピュレーションの実現可能性を見出した。具体的には以下の手順で研究を進めた。1)磁場制御されたソレノイドアレイ上での、並列リンクレスマニピュレーション機能の検討を行った。2)視覚システムを導入し、ソレノイドアレイシステムを制御可能な情報抽出システムを設計した。3)視覚システムによる制御情報により、ソレノイドアレイの磁場を並列制御する手法を検討した。4)環境に応じた知的リンクレスマニピュレーション機能が実現できるかを検証した。5)1)〜4)までのシステムレベルでの検討を基に、磁場によるSmart Fieldにより実現されるリンクレスマニピュレーションの実現可能性を見出した。