マイクロ機能要素集積デバイスによるフィジカルマンマシンインタラクション

本研究は,マイクロ機能要素(アクチュエータおよびセンサ)を集積したフィジカルインタラクションデバイスとその制御ソフトウェアを試作することにより,最新のMEMS/マイクロマシン技術の適用によってどのようなフィジカルインタラクションの実現が可能かを実証することを目的としてしいる.具体的なフィジカルインタラクションデバイスの形態として,(1)マウス型デバイスと(2)可変形状型デバイスの2種のデバイスについて,設計,試作,およびソフトウェアへの組み込みを検討した.(1)マウス型デバイスについては,MEMS技術で開発された振動形マイクロ加速度計,マイクロ力センサ,マイクロモータ,マイクロプラネタリギアを複数組み込み,設計試作を行った.これによりx, y, θの3軸の力/変位/速度/加速度コントロールが可能な能動型マウスがコンパクトに実現できることを実証した.また,その制御回路の設計試作,および力学解析ソフトウェアへの組み実験を行った.その結果,簡単なバネーマス力学系のシミュレーションにおいて,PC内の力学モデルと人間間の力学的インタラクションを構築し,PC上で展開される力学現象に関わる情報をマウスを通じて感覚的に人間に提示できることを実験的に示した.(2)可変形状型デバイスについては,力/変位センサを組み込んだ粗動/微動アクチュエータを集積した多リンク機構の概念設計を行った.多様な形状に変化することにより,3次元物体の形状およびコンプライアンス情報に関するインタフェイスを目指した.アクチュエータには,マイクロラバチュエータおよび細線の形状記憶合金を用いている.2002年度に詳細設計,試作,およびソフトウェアへの組み込みを行う予である.

本研究は,マイクロ機能要素(アクチュエータおよびセンサ)を集積したフィジカルインタラクションデバイスとその制御ソフトウェアを試作することにより,最新のMEMS/マイクロマシン技術の適用によってどのようなフィジカルインタラクションの実現が可能かを実証することを目的としてしいる.具体的なフィジカルインタラクションデバイスの形態として,(1)マウス型デバイスと(2)可変形状型デバイスの2種のデバイスについて,設計,試作,およびソフトウェアへの組み込みを検討した.(1)マウス型デバイスについては,MEMS技術で開発された振動形マイクロ加速度計,マイクロ力センサ,マイクロモータ,マイクロプラネタリギアを複数組み込み,設計試作を行った.これによりx, y, θの3軸の力/変位/速度/加速度コントロールが可能な能動型マウスがコンパクトに実現できることを実証した.また,その制御回路の設計試作,および力学解析ソフトウェアへの組み実験を行った.その結果,簡単なバネーマス力学系のシミュレーションにおいて,PC内の力学モデルと人間間の力学的インタラクションを構築し,PC上で展開される力学現象に関わる情報をマウスを通じて感覚的に人間に提示できることを実験的に示した.(2)可変形状型デバイスについては,力/変位センサを組み込んだ粗動/微動アクチュエータを集積した多リンク機構の概念設計を行った.多様な形状に変化することにより,3次元物体の形状およびコンプライアンス情報に関するインタフェイスを目指した.アクチュエータには,マイクロラバチュエータおよび細線の形状記憶合金を用いている.2002年度に詳細設計,試作,およびソフトウェアへの組み込みを行う予である.