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Innovation Japan 2020 ~大学見本市 Online
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東京理科大学 工学部 情報工学科
渡邉 均 教授
力覚を用いた遠隔ロボットの操作精度・安定性の向上
出展番号I-08
Tokyo University of Science Professor Hitoshi Watanabe
Enhancement of stability and operation accuracy of remote robot system using haptic communication.
持続可能な開発目標(SDGs)
レジリエントなインフラを整備し、包摂的で持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る
共同研究者
名古屋工業大学大学院 工学研究科
石橋豊 教授
岐阜聖徳学園大学 経済情報学部
黄平国 准教授
展示概要

技術概要

力覚通信は、ネットワークを介して力を伝えることで、視覚情報を補うことによる操作の確実化、物体表面の感触取得などの意義があるが、通信遅延下では動作が不安定化する。一方、通信遅延には光速に起因する限界があり、遅延の克服は遠隔操作の安定化に必須である。本技術は、力覚通信を用いた遠隔操作を、通信品質劣化状態の下で安定かつ快適に行うための、一連のソフト的サイクルを構築したものである。人間特性の推定から制御系パラメータ最適化に至る一連のサイクルを実現し、仮想空間上のシステムで効果を検証した。

想定される活用例

・長距離における遠隔手術の操作高速化
・遠隔での各種指導(身体的接触による指導)
・視覚不自由者のための力覚を用いた通信システム

 

展示のみどころ

力覚通信が共同作業に役立つことと、制御パラメータの最適化により通信遅延下でも自然な操作が可能になることを以下のような動画で示す。
(1)2人で共同してオブジェクトを運ぶ場合、力覚通信を用いないと通信遅延0でもオブジェクトは潰れてうまく運べない。しかし、力覚通信を用いるとうまく運べる。
(2)通信遅延ありの場合、力覚通信を用いてもオブジェクトは潰れてしまうが、制御パラメータを最適化すると潰れずに運べる。

力覚通信の様々な可能性 / Various possibilities of force communication

力を通信ネットワークで伝えることで、通信の枠組みを拡張することができます。すなわち、力を介した遠隔操作の確実化、柔らからやさやザラザラ感など伝達情報の豊富化、嗅覚等他の感覚と併用することによる臨場感アップなどです。

通信品質劣化の下での不安定現象 / Unstable phenomenon under the degradation of communication quality

通信遅延等の条件下では、目標位置への追随遅れに起因する不安定化、手の揺れなど雑音に起因する不安定化、反力が時間遅れでフィードバックされることによるメカニカルハウリングなど、様々な不安定現象があります。一方で、通信遅延の低減には光速による限界があります。

1分間動画
協調作業安定化の仮想空間上での検証 / Verification of stabilization of collaborative work in virtual space

協調作業安定化の仮想空間上での検証 / Verification of stabilization of collaborative work in virtual space

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