Development of Haptic Device for Advanced Technical Skills in the Immersive Virtual Environment

开发用于沉浸式虚拟环境中高级技术技能的触觉设备

• 批准号: 16560112
• 负责人: WATANUKI Keiichi
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16560112/
• 关键词: Skill transfer; Haptic; Virtual reality; Robotics; Tacit knowledge; Physical tacit knowledge; Human interaction; Manufacturing; 鋳造; 設計

The environment in which Japanese industry has achieved great respect is changing tremendously due to the globalization of economics, where Asian countries are undergoing economic and technical development as well as benefiting from the advances in information technology. For example, in the design of custom-made casting product, a designer whom lacking of casting knowledge may not be able to produce a good design. In order to obtain a good design and manufacturing result, it is necessary to equip the designer and manufacturer with a support system related to casting design or so called, knowledge transfer and creation system. This paper proposes a new virtual reality based knowledge acquisition and job training system for casting design, which is composed of the explicit and tacit knowledge transfer system using synchronized multimedia and the knowledge internalization system using portable virtual environment. In our proposed system, the education content is displayed in the immersiv … More e virtual environment, where by a trainee may experience himself in the virtual site operations. Provided that the trainee has gained explicit and tacit knowledge of casting through the multimedia-based knowledge transfer system, the immersive virtual environment catalyzes the internalization of knowledge and also enable the trainee to gain tacit knowledge before undergoing on the job training at real operation site. The advantage of our system is that it provides the user an opportunity to visually and haptically experience the foundry workflow in a virtually-real manner. By combining the usages of our system and OJT, training program is expected to become a highly efficient and effective futuristic means of human resources development of engineers and technicians. When using the "Portable immersive Virtual Environment System", the user enters a "3D Visualized System". By wearing 3D stereoscopic glasses (eye-gear) the user can see a stereoscopic 3D image of the workflow, in which even the shape and form of a product can be experienced and "felt" by using the haptic system as shown in Fig.10. Simply put, this robot can be used as a system to support the internalization process of learning which is the Phase 4 of the knowledge conversion process defined by the SECI Model. There are many advantages in using this system for in-house education and training purpose. Notable advantages are : (1)The worker can virtually experience the foundry workflow prior to actually performing the works at the worksite in the foundry factory. (2)Learn about the work procedures beforehand. (3)Fully learn about the risks and danger throughout the work process. (4)Train beginner/intermediate level workers that haven't reached veteran level yet, so they can smoothly perform their tasks at the worksite. Less

随着经济全球化，亚洲国家正在经历经济和技术发展，并受益于信息技术的进步，日本工业获得巨大尊重的环境正在发生巨大变化。例如，在定制铸造产品的设计中，缺乏铸造知识的设计师可能无法产生好的设计。为了获得良好的设计和制造效果，有必要为设计者和制造者配备一个与铸件设计相关的支持系统或所谓的知识转移和创造系统。本文提出了一种基于虚拟现实的铸造设计知识获取与岗位培训系统，该系统由同步多媒体的显性和隐性知识传递系统和便携式虚拟环境的知识内化系统组成。在我们提出的系统中，教育内容以沉浸式方式显示， ...更多信息 e虚拟环境，其中受训者可以在虚拟现场操作中体验自己。如果受训者通过基于多媒体的知识传递系统获得了铸造的显性和隐性知识，沉浸式虚拟环境促进了知识的内化，也使受训者在真实的操作现场进行在职培训之前获得了隐性知识。我们的系统的优点是，它为用户提供了一个机会，以虚拟现实的方式在视觉和触觉上体验铸造工作流程。结合本系统与在职培训的使用，培训计划有望成为未来工程技术人员人力资源开发的一种高效、有效的手段。当使用“便携式沉浸式虚拟环境系统”时，用户进入“3D可视化系统”。通过佩戴3D立体眼镜（眼镜），用户可以看到工作流程的立体3D图像，其中甚至可以通过使用如图10所示的触觉系统来体验和“感觉”产品的形状和形式。简单地说，这个机器人可以作为一个系统来支持学习的内化过程，这是SECI模型定义的知识转换过程的第四阶段。使用此系统进行内部教育和培训有许多优点。显著的优点是：（1）工人可以在铸造工厂的工地实际执行工作之前虚拟地体验铸造工作流程。（2）事先了解工作程序。（3）充分了解整个工作过程中的风险和危险。（4）培训未达到熟练程度的初级/中级工人，使他们能够在现场顺利执行任务。少

项目成果

バーチャルリアリティ技術による技能伝承と人材育成

利用虚拟现实技术进行技能转移和人力资源开发

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本機械学会技術と社会部門ニュースレター No. 16
• 作者: 綿貫啓一;他;綿貫啓一;綿貫啓一;綿貫啓一;綿貫啓一;綿貫啓一
• 通讯作者: 綿貫啓一

組立/分解性を考慮した製品設計およびバーチャルリアリティ空間における製品評価

考虑虚拟现实空间中的组装/拆卸和产品评估的产品设计

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本接着学会第13回構造接着シンポジウム講演論文集
• 作者: 綿貫啓一;他;綿貫啓一;綿貫啓一;綿貫啓一;綿貫啓一;綿貫啓一
• 通讯作者: 綿貫啓一

オントロジーによる機械設計および生産知識の体系化に関する研究

利用本体系统化机械设计和生产知识的研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本機械学会第15回設計工学・システム部門講演会講演論文集
• 作者: 周俊;他
• 通讯作者: 他

可搬型仮想共有環境システムによる鋳造方案の知識獲得および内面化

使用便携式虚拟共享环境系统获取和内化铸造方法知识

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本機械学会2004年度年次大会講演論文集 Vol. 4・No. 04-1
• 作者: 綿貫啓一;小島一恭
• 通讯作者: 小島一恭

可搬型仮想共有環境におけるコンテンツ呈示方法と学習効果

便携式虚拟共享环境中的内容呈现方法及学习效果

• 发表时间: 2004
• 期刊: ヒューマンインタフェース学会ヒューマンインタフェースシンポジウム2004論文集
• 作者: 綿貫啓一;小島一恭
• 通讯作者: 小島一恭