11/02/07 21:28:27
慶応義塾大学の大西公平教授らは、遠隔地にある物体の柔らかさや表面粗さといった触感を指先に伝える表示装置を開発した。
人が指を入れて操作するマスター部と、遠隔地でマスター部の動作に合わせて物体に触れるスレーブ部から構成。
スレーブ部は本物の指のように腱（けん）を用いて動作することにより、簡素な構造ながら複雑な動作を再現しやすくした。
ハプティクスが要求される、身体に触れることが多い医療・介護ロボットなどへの適用を目指す。
開発した装置のマスター部は親指、人指し指、中指をフレームに固定し、それぞれの指は自然に動かせる。
一方、スレーブ部はこれら3本の指の関節などを模した構造で、スレーブ部の動作や感覚の伝達には、
腱の役目を担う「スラストワイヤ」を採用している。
リニアモータからの駆動力を、実際の可動部であるエンドエフェクタ先端部に伝える役目を担うもので、
スレーブ部の指の曲げ伸ばしが行える。指の関節部にモータを搭載する一般的な構造と比較して摩擦力が
低減され、より高精度に触覚を伝えることができる。
大西教授の研究室は、エンコーダで検出した位置情報や加速度から推定した操作力などをもとに、
バイラテラル制御によりマスター側の操作量および操作力を伝えると同時に、スレーブ側が対象物に
触れたときの力覚および触覚をマスター側で感じ取れる技術を確立している（動画）。
また、通信外乱オブザーバを用いた通信遅延補償法なども提案しており、これらの要素技術を生かして
内視鏡手術支援ロボットへの応用に取り組んでいる。
内視鏡手術のように狭い空間で糸を縫う、患部を切って取り除くといった複雑な動きをしながら対象物に
触れた感覚も伝達できるよう、指と同じ腱のような仕組みを採用した。
一般的に触覚を利用した表示装置は「触れた」「触れない」といった大まかな判定しかできない。
硬さや表面の形状、突起物の触感といった感覚を確かめながら細かい複雑な作業を行うためには、
指の代わりになる装置の動きの自由度を高める必要がある。
その際、従来方法では減速機などの摩擦力が大きくなり、操作者に触感を適切に伝える妨げとなっていた。
また各関節部にモータを組み込むと、その自重により微細な作業が難しくなるうえ感覚の伝達も困難にしていた。
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▽動画
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▽記事引用元 ロボナブル（日刊工業新聞）（2011.02.07）
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