【技術】バーチャルリアリティ空間の物体の力触覚を正確に提示できるハプティックインタフェースの最新型「SPIDAR-I」を開発－東工大

【技術】バーチャルリアリティ空間の物体の力触覚を正確に提示できるハプティックインタフェースの最新型「SPIDAR-I」を開発－東工大 at SCIENCEPLUS

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12/03/26 10:01:24.89
東工大、ハプティックインタフェースの最新型「SPIDAR-I」を開発

東京工業大学(東工大)は3月14日、バーチャルリアリティ(VR)空間の物体の力触覚を正確に提示
できるハプティックインタフェースの最新型「SPIDAR-I」(画像)を開発したと発表した。開発は、東工大
精密工学研究所の佐藤誠教授らの研究グループによるもの。実物は3月15日・16日に日本科学
未来館で開催された「インタラクション2012」で発表され、デモ展示が行われた。

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東工大・佐藤教授らが開発したハプティックインタフェースの最新モデルSPIDAR-I

近年、計算機性能の飛躍的な向上により、3次元VR空間をリアルタイムにシミュレートすることが可能に
なってきた。そこで、3次元空間内の物体と力覚インタラクションができるハプティックインタフェースが注目され、
研究が進められている。

ハプティックインタフェースとは、位置入力だけでなく力情報のフィードバック機能を有する機器を指す。
バーチャル世界で物体を自由に操作し、その物体の重みや障害物と衝突したときの感触などをユーザに
提示することができるものだ。

これらのデバイスは、手術や工業製品の組み立てにおける訓練からエンターテイメントなど幅広い分野で
使用することが可能なことから、各方面より注目されている状況だ。

佐藤教授らは長くにわたってハプティックインタフェースの開発に取り組み続けており、20年以上も前になる
80年代後半には基本となる4本のストリングによる張力駆動型ハプティックインタフェース「SPIDAR」を提案した。

SPIDARは、グリップ、フレーム、ストリングで構成された張力駆動型ハプティックインタフェースだ。並進3軸
及び回転3軸の合わせて6自由度の位置・姿勢計測と力覚提示が可能な機能を持つ。

その後、計測及び力提示の自由度を並進と回転の6自由度に拡張した「SPIDAR-G」を開発。これは
8本の高剛性ストリングの端をグリップ(把持部)と結び、もう一方の端を高性能DCモータと結んで、モータの
制御により、力触覚情報を再現すると同時に、モータに取り付けたロータリーエンコーダによりストリングの
長さを計測しグリップの位置・姿勢を計測するという仕組みを持つ。

しかし、ハプティックインタフェースがよりリアルな感覚をユーザーに与えるためには、位置・姿勢・力覚計算の
精度を十分に高くする必要がある。SPIDARはストリングを使用するという特性上、その配置・構造が忠実
性に影響を与えてしまうという弱点があった。

そこで、SPIDAR-Gを基本に、位置・姿勢計算の忠実性と力覚提示の高解像度性を向上させる最適
設計を行い、新しいインタフェースの構造を求めたのである。

新しく開発したハプティックインタフェース「SPIDAR-I」は、従来のSPIDAR-Gに比べて、体積にして約30%
縮小したコンパクトさが特長の1つ。構造の最適化による位置・姿勢の計測精度と高解像度の力覚提示
性能の向上により、従来のシステムと同等もしくはそれ以上の位置・姿勢計測と力覚提示が可能となった。

特に、グリップの内側にストリングが配置されているため、操作性が極めて優れている。以上ことからデスク
トップ環境のハプティックデバイスとしての大きな可能性を秘めていると、佐藤教授らはコメントしている。

デイビー日高＠ロボタイムズ/マイナビニュース　2012/03/16
URLﾘﾝｸ(news.mynavi.jp)

ストリング内蔵型ハプティックインタフェースSPIDAR-Iの開発
五十嵐達郎，田島寛之，小山達也，朱顔，赤羽克仁，佐藤誠（東工大）
インタラクション2012 一般講演発表4 Recorded live on March 15, 2012 9:10pm ET
URLﾘﾝｸ(www.ustream.tv)　（４３分から。しかし４７分まで中継NG）

東京工業大学精密工学研究所佐藤誠研究室　研究紹介
URLﾘﾝｸ(sklab-www.pi.titech.ac.jp)
>>2辺りに続く

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