皮膚及び筋の質感・機能の主要素抽出と視触覚インタフェースへの応用に関する研究

本研究の実施目的は、ⅰ）人間の反射的な身体反応や生理現象とその要因に関する調査を行い、これによる得られる知見から、人間同士のコミュニケーションにおける心理や感情の変化に深く関わるものを選定すること、ⅱ）それによって選定された身体動作を再現する筋アクチュエータ“Musculus-Haptic Display”（MHD）を開発し、MHDに適した素材や制御手法を提案すること、ⅲ）MHDを導入した人型ロボットを実装し、ユーザ参加型のインタラクティブシステムを構築すること、ⅳ）被験者協力による実験、観察を行うことにより、本手法の有用性と有効性を検証することにある。当該年度は、空気圧の制御で動作する筋アクチュエータMHDと流量の制御で動作する人工脂肪の形状・硬度同時制御の実現が主な実施状況となる。これらは従来の人型ロボットの駆動方式に見られる、回転機構や直動機構による身体表現では達成されていない視触覚的変化をロボットの皮膚に表現可能なものとすることを目的として実装された。MHDは粒子を内包した気密素材と伸縮アクチュエータ、調圧機構が設けられた装置によって構成され、コンピュータからの制御信号で形状と硬度を任意に変化させるシステムを実現した。人工脂肪は気密素材と流量制御機構が設けられた装置によって構成され、コンピュータからの制御信号で気密素材内部の液量を任意に制御させるシステムを実装し、脂肪量によって変化する身体の視触覚的変化の再現を行った。筋肉の作用によって生じる緊張、弛緩、痙攣等といった身体反応や生理現象の再現をロボットが実現できる可能性を示すとともに、個々人間で異なる体格差をロボットの姿形に反映させるための制御可能性を示すものであり、すなわちロボットの身体的なキャラクターを任意に変化させることが可能となることを示唆するものである。

本研究の実施目的は、ⅰ）人間の反射的な身体反応や生理現象とその要因に関する調査を行い、これによる得られる知見から、人間同士のコミュニケーションにおける心理や感情の変化に深く関わるものを選定すること、ⅱ）それによって選定された身体動作を再現する筋アクチュエータ“Musculus-Haptic Display”（MHD）を開発し、MHDに適した素材や制御手法を提案すること、ⅲ）MHDを導入した人型ロボットを実装し、ユーザ参加型のインタラクティブシステムを構築すること、ⅳ）被験者協力による実験、観察を行うことにより、本手法の有用性と有効性を検証することにある。当該年度は、空気圧の制御で動作する筋アクチュエータMHDと流量の制御で動作する人工脂肪の形状・硬度同時制御の実現が主な実施状況となる。これらは従来の人型ロボットの駆動方式に見られる、回転機構や直動機構による身体表現では達成されていない視触覚的変化をロボットの皮膚に表現可能なものとすることを目的として実装された。MHDは粒子を内包した気密素材と伸縮アクチュエータ、調圧機構が設けられた装置によって構成され、コンピュータからの制御信号で形状と硬度を任意に変化させるシステムを実現した。人工脂肪は気密素材と流量制御機構が設けられた装置によって構成され、コンピュータからの制御信号で気密素材内部の液量を任意に制御させるシステムを実装し、脂肪量によって変化する身体の視触覚的変化の再現を行った。筋肉の作用によって生じる緊張、弛緩、痙攣等といった身体反応や生理現象の再現をロボットが実現できる可能性を示すとともに、個々人間で異なる体格差をロボットの姿形に反映させるための制御可能性を示すものであり、すなわちロボットの身体的なキャラクターを任意に変化させることが可能となることを示唆するものである。