遠隔操作プラットフォームを用いた人間の把持操り動作時の視触覚情報処理過程の解明

使用远程控制平台阐明人类抓取和操作过程中的视觉-触觉信息处理过程

• 批准号: 15017250
• 负责人: 横小路 泰義
• 金额: $ 4.42万
• 依托单位: Kyoto 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15017250/
• 关键词: 遠隔操作; ハプティックインタフェース; 多指ハンド; 能動視覚; 把持と操り; プリシェイピング

(1)物体把持前の把持点選択時における視覚情報処理過程の解明2)で設計した仮想環境内で任意形状の物体の把持の模擬が可能な多指遭遇型ハプティックデバイスによって各指先に適切に局所平面パッチを遭遇させるための動作計画の基本方針を立てた.中沢らが示した把持動作における手首や指先の速度プロファイルを基に,動作計画を,(i)把持物体決定フェーズ(手首速度最大時),(ii)把持面決定フェーズ(プリシェイピング時),(iii)把持点決定フェーズ(手首速度収束時)の3つのフェーズに分けることとした.中沢らの示したプロファイルは,2次元平面内での物体把持動作を対象としただけであったので,一般的な3次元空間での3本指把持動作においても同様の速度プロファィルとなることを実際に確かめた.(2)物体持ち上げ時の把持力決定のための触覚情報処理過程の解明任意形状の物体の把持・持ち上げ動作の模擬が可能な多指遭遇型ハプティックデバイスの機構設計に先立って,人間が実際に物体を把持する際の把持様式(接触点位置と接触点での接触法線ベクトル)を身の回りの50品目で計測し,その結果を基に設計を行った.また把持物体模擬デバイスと物体を把持するロボットハンドとは,接触面を介して双対の関係にあることから,設計した機構が把持機構としても応用できる可能性があることが分かった.(3)物体操り時の視触覚の情報処理過程の解明現在の遠隔操作プラットフォームのスレーブ側に備わっている視覚システムは,パン・チルトの2自由度のみを有する機構であり,自由度が不足していた.そこでまずスレーブ側のカメラと同様に視野を制限した被験者に机上作業を行わせ,頭部が作業中にどれだけ運動するかを計測した.この結果,前後左右の並進2自由度をさらに追加すべきことが分かり,自由度を付加したカメラシステムを設計・製作した.次いで,視覚システムの自由度が遠隔操作の作業性に及ぼす影響について実験的に調べ,自由度を付加したことで作業時間が短くなることが分かった.

(1) the object holding ago の just click 択 に お け る apparent 覚 intelligence 処 の interpret 2) during processing で design し た 仮 think environment で の any shape objects の holding の simulation が may な refers to a type ハ プ テ ィ ッ ク デ バ イ ス に よ っ て each refers to an adequate に に first bureau plane パ ッ チ を encounter さ せ る た め の action plan basic principle on の を made て た. In ohsawa ら が shown し た holding action に お け る や refers to the first hand の speed プ ロ フ ァ イ ル を に, action plan を, (I) holding objects decision フ ェ ー ズ (hand speed is biggest), (ii) holding face decision フ ェ ー ズ (プ リ シ ェ イ ピ ン グ), (iii) holding point decision フ ェ ー ズ first speed 収 beam (hand) の 3 つ の フ ェ ー ズ に points Youdaoplaceholder0 とと た た. In ohsawa ら の shown し た プ ロ フ ァ イ ル は, two dimensional plane で の objects controlled motion を like と seaborne し た だ け で あ っ た の で, general な 3 dimensional space で の 3 this refers to the control action に お い て も with others の speed プ ロ フ ァ ィ ル と な る こ と を be interstate に か indeed め た. (2) the objects on a ち げ の holding force decided to の た め の touch 覚 intelligence 処 during processing の interpret の の object holding, hold any shape ち げ action の simulated が may な refers to a type ハ プ テ ィ ッ ク デ バ イ ス の mechanism design に first set っ て, human が を holding the event be に object す る interstate の holding others type (contact point location で と contact の contact normals ベ ク ト ル) を body の back り の 50 item で measuring し, そ の を base line を っ に design results た. ま た controlled object simulation デ バ イ ス を と object holding す る ロ ボ ッ ト ハ ン ド と は, contact を interface し て double の seaborne masato is に あ る こ と か ら, design し た institutions が holding institutions と し て も 応 with で き る possibility が あ る こ と が points か っ た. (3) when the gymnastics り の see touch 覚 の intelligence 処 の interpret の now operating apart during processing プ ラ ッ ト フ ォ ー ム の ス レ ー ブ side に prepared わ っ て い る apparent 覚 シ ス テ ム は, パ ン · チ ル ト の 2 dof の み を have す る institutions で あ り, insufficient dof が し て い た. そ こ で ま ず ス レ ー ブ side の カ メ ラ と with others に vision limitations を し た by 験 に on line homework を わ せ, head が job に ど れ だ け movement す る か を measuring し た. こ の As a result, の in hand around 2 dof を さ ら に additional す べ き こ と が points か り, freedom を plus し た カ メ ラ シ ス テ ム を design, production of し た. Time い で, inspect 覚 シ ス テ ム の freedom が remote operation の に and ぼ す influence に つ い て be 験 に adjustable べ, freedom を plus し た こ と で が short operation time く な る こ と が points か っ た.

项目成果

横小路泰義: "人間の把持様式の観察結果に基づく多指遭遇型ハプティックデバイスの機構設計"日本ロボット学会第21回学術講演会予稿集. 3F32 (2003)

横小路康义：“基于人类抓握方式观察结果的多指接触型触觉装置的机构设计”日本机器人学会第21届学术会议论文集3F32（2003年）。

Y.Yokokohji: "Designing an Encountered-Type Haptic Display for Multiple Fingertip Contacts based on the Observation of Human Grasping Behavior"Proc.of 12th Symposium on Haptic Interfaces for Virtual Environment and TELEOPERATOR SYSTEMS. (掲載予定). (2004)

Y.Yokokohji：“基于对人类抓取行为的观察，设计用于多个指尖接触的触觉显示”第 12 届虚拟环境和远程操作器系统触觉接口研讨会论文集（待出版）。

横小路泰義: "多指遭遇型ハプティックデバイスの設計と動作計画"日本バーチャルリアリティ学会第8回大会論文集. (CD-ROM). (2003)

Yasuyoshi Yokokoji：“多指接触型触觉设备的设计和操作规划”日本虚拟现实学会第八届会议论文集（CD-ROM）（2003年）。

Y.Yokokohji: "Designing an Encountered-Type Haptic Display for Multiple Fingertip Contacts based on the Observation of Human Grasping Behavior"Preprints of the 10th International Symposium of Robotics Research (ISRR 2003). (2003)

Y.Yokokohji：“基于对人类抓取行为的观察，设计用于多个指尖接触的遭遇型触觉显示器”第十届国际机器人研究研讨会（ISRR 2003）预印本。