セミパッシブ方式による安全な力覚提示システムの開発

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仮想空間内において,物体や環境から受ける力の感覚は,視覚や聴覚によるものと同等に重要な情報である.そのような力感覚提示システムは,操作者が常に接触しながら用いるため,高い安全性を有する必要がある.本研究で想定している力覚提示システムは,アクチュエータを用いずブレーキのような受動要素のみを用いるため,装置が暴走して動き出すなどの危険な状態になることは,本質的にありえない.しかし,能動的な力を発することができないので,提示できる力の方向や大きさに制限を受け,結果として提示できる力覚に限界がある.本研究では,今年度は以下の事を行い,このようなパッシブ型力覚提示システムの力覚提示性能向上を図り,かつ次年度における研究課題を明らかにした.1)2つのブレーキを用いた既存の2次元2自由度パッシブ型力覚提示装置に対し,冗長個数となるブレーキを追加することで,可操作方向が増加することを示した.また,冗長型パッシブ力覚提示システムにより仮想物体を提示する際に,手先位置および仮想物体の位置姿勢に応じて適切なブレーキを選択するアルゴリズムを開発した.2)パッシブ型力覚提示により仮想物体表面をなぞろうとするとき,単にブレーキをON/OFFと二値的に切り替えるだけでは,粗さの大きい表面しか実現できない.そこで,ブレーキトルクを手先状態に合わせて連続的に制御することにより,粗さのない滑らかな物体表面を提示することに成功した.