バイオ操作効率化のための顕微鏡下画像情報からの聴覚・触覚情報の抽出

从显微图像信息中提取听觉和触觉信息，提高生物操控效率

• 批准号: 20034053
• 负责人: 小林 尚登
• 金额: $ 4.22万
• 依托单位: Hosei University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20034053/
• 关键词: バイオ関連機器; 操作性; バーチャルリアリティ; 認知科学; 錯覚; マイクロマニピュレーション; ハプティクス; テレマニピュレーション

本研究の目的は,顕微鏡下の細胞操作に代表されるマイクロマニピュレーションにおいて,操作性を向上させることである.昨年度開発したシステムでは,身体像の錯覚現象からヒントを得て,操作ツールと物体との接触に伴い触・聴覚情報を呈示することにより,高い没入感を生むマイクロマニピュレーションシステムを開発した.今年度は,操作自由度の増加により,操作性を向上させた.具体的には,操作者の吸込み/吹出しによる空気の流量を計測し,それに伴い操作ツールであるマイクロ管の先端に空気の流れを生じさせるマイクロマニピュレーションシステムを開発した.マイクロ管の場合,流体抵抗は極めて大きく,操作者による空気の流れを,直接マイクロ管に繋げても,マイクロ管の先に空気の流れを生じさせることはできない.そこで,バルブを介してマイクロ管を正圧源(コンプレッサ)と負圧源(真空ポンプ)に繋ぎ,操作者による空気の流量に応じてバルブを開閉することにより,吸込み/吹出しのマスタ・スレーブシステムを実現した.バルブの開閉にPWMを利用することで,滑らかなマイクロマニピュレーションの実現に成功している.このシステムでは,自由度の増加のみならず,操作者の吸う・吹くの動作に伴って触・聴覚情報を呈示することにより,あたかもストローを介した吸込み/吹出しによって物体を操作するような感覚で,顕微鏡下の微小物体を操作することができる.このシステムによって,30マイクロメートル程度の微小物体を吸い付けて把持し,吹出しによりリリースすることができることを確認した.

The aim of this study is to study the microscopical representation of cell manipulations. Yesterday's development of the system, the body image of the phenomenon of dislocation, operation and contact with the object, accompanied by the display of information, high immersion feeling generated by the system development. This year, the freedom of operation increases, and the operability increases. Specifically, the operator's suction/blowing air flow measurement, accompanied by the operation of the air flow at the tip of the pipe to generate the air flow. In the case of gas pipes, the fluid resistance is extremely high, and the air flow is directly generated by the operator. In this case, the pressure source (positive pressure source) and negative pressure source (vacuum source) of the air pipe are connected to each other, and the air flow rate of the operator is connected to each other. The switch of PWM is successfully realized. The system, the degree of freedom of the increase in the display, the operator's suction, blowing action accompanied by touch, the display of information, the operation of the object, the operation of the microscopic object. This is a list of 30 small objects that can be sucked in and controlled, blown out and confirmed.

项目成果

Suck-and-Blow Master-Slave System for Micro-manipulation based on Body Image Embedding

基于人体图像嵌入的吸吹式微操作主从系统

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proceedings of the 2009 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS2009)
• 作者: Hiromi Mochiyama;Yuki Shirato;Hisato Kobayashi;Junya Tatsuno;Hiroyuki Kawai
• 通讯作者: Hiroyuki Kawai

Macro-micro Tele-manipulation System based on Body Image Embedding with Contact Feel, Spatial Motion and Stereo Vision

基于接触感、空间运动和立体视觉体像嵌入的宏微遥控系统

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proceedings of the 18th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication (ROMAN2009)
• 作者: Hiromi Mochiyama;Takeyuki Dohda;Hisato Kobayashi;Junya Tatsuno;Hiroyuki Kawai
• 通讯作者: Hiroyuki Kawai

Macro-micro Tele-operation System based on Body Image Embedding for Bio-manipulation under Microscope

基于人体图像嵌入的显微镜下生物操控宏微遥操作系统

• 发表时间: 2008
• 作者: Kumi Y Inoue;et.al.;Hiromi Mochiyama
• 通讯作者: Hiromi Mochiyama

接触感呈示による身体像の埋め込みに基づくマクロ・マイクロ・テレマニピュレーションシステム

基于触觉呈现嵌入身体图像的宏/微遥控系统

• 发表时间: 2009
• 作者: 望山洋;堂田丈行;小林尚登;樹野淳也;河合宏之
• 通讯作者: 河合宏之

マイクロマニピュレーションのための吸込み/吹出しマスタ・スレーブシステム

用于显微操作的吸入/流出主/从系统

• 发表时间: 2009
• 作者: 白土勇輝;望山洋;小林尚登;樹野淳也;河合宏之
• 通讯作者: 河合宏之