拮抗駆動による多機能ハプティクス鉗子

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では医学、工学両分野における学理融合により、小型で力の出る力／重量比の大きいアクチュエータに基づく器用さと力触覚伝達を実現する医療と産業の双方に共用できるプラットフォーム開発を行う。計画初年の本年度は、基盤研究(S)が5月末に採択された結果を受け、4月と5月の2か月のみの研究期間となった。まず、革新的アクチュエーション基盤技術の確立のため、バイラテラル制御に必要である角加速度に基く反作用のトルクに関する制御法を確立し、IEEEの国際会議で発表した。また、角加速度を推定する外乱観測器についての安定性と帯域のトレードオフ問題に、本研究の成果を反映した論文を国際誌に発表した。これらの成果により、反作用を正確に出力するために有効な手法が確立できた。また、手術動作などの運動動作を機能として表現するには、それに相当する座標変換を見付けなくてはならない。本研究では単指動作を表す8行8列の変換行列を用いて、六角ねじ緩和動作をハプティック動作で記憶し、この行列を用いて動作再現を行い、六角ねじのみならず径の異なる丸ねじにおいても学習なしに動作再現を行うことに成功し、かつ実験画像も残すことができた。5自由度動作の鉗子については腱動作を用いた設計を開始した。これらの成果は、平成25年5月末に採択された科学研究費基盤研究(S)に引き継がれ、活用される。なお、本研究で開発予定であるアクチュエータは基本的に拮抗駆動であり、アダマール行列を機能行列として用いることでバイアストルクと差動駆動トルクが独立に制御できるが、これは機能の座標変換による表現の一種であり、アクチュエーションと制御が有効に結びつけられた。