技能教育のための外装型触力覚提示装置の開発

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本研究では、道具を強く把持しなければいけない手技訓練を支援するための、外装型触力覚提示装置（OCHD）を開発することを目的としている。従来の手法では、アクチュエータによって道具を直接駆動し、道具を握る学習者の掌に提示力を知覚させ誘導していた。しかし、道具を強く握る場合には、ウェーバーの法則に従って外力を感じにくくなるため、強い力で道具を駆動する必要があり、装置の大型化や危険性の増加につながってしまう。また、こうした手法では、訓練における能動性に関する問題も生じる。そこで、本研究では、学習者の手の外側から触力覚を提示する手法を提案し、手の動作を誘導できるOCHDの開発をすることとした。学習効果実験の結果、OCHDを利用することで、アクチュエータで道具を直接駆動する方法やモニタに表示された視覚情報によってフィードバックする方法に比べ、道具の操作に必要な力を正確に学習できることが明らかとなった。この研究成果の内容について国際会議EuroHaptics 2014で口頭発表を行った。OCHDの有効性を確認できたが、現状では、接地型マニピュレータをアクチュエータとして利用しているため、装置全体の小型化には限界があった。そこで今年度はOCHDを改良し、ウェアラブル外装型触力覚提示装置 (wOCHD) を開発することとした。wOCHDでは、手の皮膚に接触し摩擦で皮膚を変形させることができるシリコンボール（ボールエフェクタ）を利用することとした。初期段階として4軸方向へ誘導できるような、2個のボールエフェクタ を利用した装置を試作した。皮膚を変形させる部分は、手首の近くとしたが、1個目のボールは掌側、2個目のボールは手の甲側に接触するようとした。wOCHDについて、国際会議Asia Haptics 2014でポスターとデモ発表を行った。