力覚人工現実感技術を用いた技能教育システム

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筆者らはこれまで,動的な仮想物体を思いのままに掴み,操作することを目的とする力覚人工現実感の研究を行なってきたが,その過程でこの技術が,工場や医療における熟練作業,テニス,習字などの,手先運動と手先力を必要とする各種技能の熟練者(先生)から非熟練者(生徒)への伝達の手段として有望であると考えるに至った.そこで,(1)技能教育システム構成のための方法論を確立し,(2)具体例として習字教育システムを試作し,(3)実験を通して本技能教育法の有効性を検討する,ことなどを目的として,研究を行った.その研究成果の概要は以下のとおりである.先生のいる環境を仮想的に作りだし,先生が動かしたままの感覚(力,位置情報)をよりリアルに生徒に伝えるというバーチャルレッスンの概念を提案した.そして,その一応用例として,バーチャル習字システムを作り,その実験を行った.この装置を用いて,まず先生が設定された仮想の紙に文字を書き,筆先の軌道の座標とその座標における紙への押しつけ力をデータとしてファイルに記録する.そして生徒が学ぶときは筆をもち,先生が筆先を動かしたときの軌道や紙への押しつけ力がハプティック(位置・力)提示装置を制御することで再現されるような仕組みになっている.先生のスキルは,大きく考えて位置情報と力情報という2つの要素からなり,それを生徒に伝えるために2つのメディアを用いる提示法(位置直接提示法,力直接提示法)を提案した.さらに,これらの方法を実験的に検討した結果,ある程度の有効性が認められた.ただし,有効性の定量的確認は,今後の課題として残されている.