Construction of Measurement, Transfer and Reproduction System of Elasticity

弹性测量、传输和再现系统的构建

• 批准号: 15300030
• 负责人: HIROTA Koichi
• 金额: $ 10.37万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15300030/
• 关键词: Virtual reality; Elasticity; Deformation model; Haptics; Record and retrieval approach

The objective of this research is to construct measurement, transfer and reproduction system of elasticity of deformable objects.At first, we have developed following three measurement and record methods which are suitable for display of elastic information,1.The reaction forces of an object are defined by a force field.2.The deformation of an object is defined by a stiffness matrix.3.The behavior of an object is defined by a set of temporal deformation patterns after impulse force is applied to each degree of freedom, which we call impulse response deformation model. Deformation resulting from interaction is obtained by computing convolution of the model and the history of interaction force. The time complexity of computing interaction force is independent of the complexity of the model. This feature is advantageous for time-critical applications. Also, the time complexity of computing object deformation is linearly proportional to the complexity of the model.And then, we have constructed measurement system using a robot arm, a force sensor, a optical position sensor (OPTOTRAK) and simulation.Finally, we have evaluated and confirmed feasibility and performance of the proposed methods.

本研究的目的是建立可变形物体弹性的测量、传输与再现系统，首先发展了以下三种适合于弹性信息显示的测量与记录方法，1.物体的反作用力由力场定义。2.物体的变形由刚度矩阵定义。3.物体的行为由一组在每个自由度上施加脉冲力后的时间变形模式，我们称之为脉冲响应变形模型。通过计算模型与相互作用力历史的卷积，得到相互作用引起的变形。计算相互作用力的时间复杂度与模型的复杂度无关。此功能对于时间要求严格的应用程序是有利的。同时，计算物体变形的时间复杂度与模型的复杂度成线性关系。然后，利用机械臂、力传感器、光学位置传感器（OPTOTRAK）构建了测量系统，并进行了仿真，最后对所提出的方法的可行性和性能进行了评估和验证。

项目成果

Impulse Response Model : an Approach to Haptic Interaction with Dynamically Dformable Object

脉冲响应模型:一种与动态可变形物体进行触觉交互的方法

• 发表时间: 2006
• 期刊: In Proc/ of IEEE Virtual Realoty 2006 (14th SYmposium on Haptic Interfaces for Virtual Environment and Teleoperator Systems)
• 作者: Kazuyoshi Tagawa;Koichi Hirota;Michitaka Hirose
• 通讯作者: Michitaka Hirose

Linear actuator foe high-resolution tactile display

用于高分辨率触觉显示器的线性致动器

• 发表时间: 2004
• 期刊: 13th IEEE International Workshop on Robot and Human Interactive Communication
• 作者: M.Nakashige;K.Hirota;M.Hirose
• 通讯作者: M.Hirose

高密度点刺激型触覚ディスプレイにおける駆動機構の検討

高密度点刺激式触觉显示驱动机制研究

• 发表时间: 2004
• 期刊: ヒューマンインタフェース学会第28回研究会「人工現実感」
• 作者: 中茂睦裕;広田光一;廣瀬通孝
• 通讯作者: 廣瀬通孝

記録再生型手法を用いた柔軟物体の力覚表現とその評価

使用记录/再现方法表示柔性物体的力感知及其评估

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本バーチャルリアリティ学会第10回大会
• 作者: 田川和義;広田光一;廣瀬通孝
• 通讯作者: 廣瀬通孝

柔らかい物体の力覚表現-動的変形過程の考慮-

软物体的力感知表示-动态变形过程的考虑-

• 发表时间: 2005
• 期刊: ロボティクス・メカトロニクス講演会
• 作者: 田川和義;広田光一;廣瀬通孝
• 通讯作者: 廣瀬通孝