リハビリ支援ロボット クラウド、触覚インタフェース、力覚センサに関するリサーチ

研究/Research

触覚信号処理

ハプティックアーマ    ハプティックアーマ
 本研究室で開発しているロボット用全身触覚センサ「ハプティックアーマ」を左の図に示します。6軸力覚センサの先に甲殻状に成形されたカバーを取り付けることで全ての外力がカバーを介してセンサに伝わり、極めて簡易な方式でロボット全身のどこでも力を検知できるようになります。また、6軸の力応答値に基づいて接触位置を同定する独自の技術を開発しています。この技術により、表皮に一切デバイスや導線を配置することなくタッチパネルと同様に接触位置を検知する能力が得られるようになります。また、タッチパネルのように接触位置を知るだけでなく、外力ベクトルが検出できるという利点を持ちます。
 ロボットを人間支援分野に応用しようとすると安全性の観点からロボットが全身で力を検知できる必要があります。なぜならロボットと人がどの程度の力で接しているかがわからないと、ロボットが人にけがをさせてしまうかもしれないからです。また、人がロボットを操作する際に触覚情報を利用できれば、直感的に能率的な操作ができるようになると期待されます。そこで本研究室では、ハプティックアーマの信号処理技術を開発し、衝突緩和のセンサや触覚インタフェースとしての応用の可能性を検証しています。

ハプティックデスク    ハプティックデスク
 本研究室で開発している身の回りのもインタフェース化する技術を用いて机をインタフェース化した「ハプティックデスク」を左の図に示します。机の脚に力覚センサを取り付け、接触位置と外力ベクトルを検知できるようになります。また、仮想的なスイッチを机に設定し、このスイッチを押すことで命令を与えることができます。現在は、この仮想スイッチを操作することでPower Pointのスライドショーを動作できます。また、外力ベクトルを検知できる特徴を利用して、机の上に置かれたものを荷重によって認識することができます。図では、机に置かれたノートパソコンを認識し指で押している位置とその力の大きさを示しています。
 この技術を用いることで机や椅子、冷蔵庫やテレビといった普段生活している空間にあるものが、人間から機械へ意志を伝える入口となります。本研究室で培ってきた触覚技術を基に、人間と機械の距離を縮め新たな世の中を創り出していきます。

リハビリ支援

リハビリ支援ロボット リハビリ支援ロボット
 本研究室で開発している上肢の運動療法のためのリハビリ支援ロボットを左の図に示します。空気圧人工筋で駆動するロボットアームが様々な種類の運動療法を再現することにより患者の上肢の運動機能を回復させます。空気の力で駆動するため過剰な負荷を加えて患者に怪我させるリスクを避けることができます。また、人の筋骨格を模擬した筋配列にすることにより、理学療法士の手の剛性の正確な再現を可能にしています。
リハビリ支援ロボットの今後の展開についてはJSTさきがけのプロジェクト紹介のサイトにて