環境モデルを要しない新しい力予測呈示に基づく汎用ネットワーク遠隔作業支援システム

一种基于新型力预测呈现、无需环境模型的通用网络远程工作支持系统

基本信息

批准号：
15760169
负责人：
伊藤友孝
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,考案した「ロボット環境間力作用状態呈示手法」(初年度において特許出願済)に基づき,使用環境を限定することなく幅広く応用できる汎用的な実画像ネットワーク遠隔作業支援システムを構築することを目標に,3年計画で実施した.本年度は,最終年度として,開発・蓄積してきた力作用状態呈示技術および遠隔作業を円滑に行うためのシステム制御技術,インターネットを介した制御情報の通信技術を統合し,遠隔側の情報を予測的に操作者に呈示しながら効率的に作業を行える「環境モデルを要しない実画像ネットワーク遠隔作業支援システム」の構築を行った.そして,通信遅れが存在するインターネット環境下での遠隔医療診断ロボットシステムを応用のターゲットとし,実際に作業支援システムを構築して医師による模擬診断実験を行い,開発したシステムの評価を行った.さらに,作業実験を通じてシステムの改良を行い,操作者(医師)の意図をできる限り反映しながら操作支援を行う手法の開発や,遠隔側の情報を直感的に操作者に呈示する手法の検討を行った.また,遠隔環境の奥行き情報が単眼カメラの映像だけでは操作者に伝わりにくく,操作しにくい状況が生じることがあることが判明したため,遠隔側のカメラを2台に増やしてステレオ化し,操作者に情報を呈示するモニタディスプレイもそれに合わせて裸眼立体視可能なディスプレイに変更することで,遠隔側の立体映像を見ながら作業可能なシステムへと改良を行い,作業実験の結果,良好な客観的評価が得られた.さらに,ジョイスティック操作モードに関しては,通信遅れが人間の操作にどのような影響を与えるのかを実験的に調査・考察し,操作者の状態を認識しながらシステムの特性を自動調整し,操作の不安定化を能動的に防ぐ機能も開発し,今後の発展に向けた重要な指針を得ることができた.

本研究旨在基于所设计的“机器人环境间力作用状态呈现方法”（专利申请号为2010年10月17日），构建一种不受使用环境限制、可广泛应用的通用实像网络远程工作支持系统。这是为了实现这个目标而作为三年计划来实施的。今年作为最后一年，我们将重点关注我们所开发和积累的力作用状态显示技术、系统控制技术。通过互联网集成技术顺利地进行远程工作和控制信息通信。，我们构建了一个“不需要环境模型的真实图像网络远程工作支持系统”，该系统可以高效地执行任务，同时将远程端的信息预测性地呈现给操作员，目标是下面描述的远程医疗诊断机器人系统的应用。，我们实际上建立了一个工作支持系统，并与医生进行了模拟诊断实验，以评估开发的系统。此外，我们通过工作实验改进了系统，我们开发了一种在尽可能反映操作员（医生）意图的同时提供操作支持的方法，并研究了一种直观地向操作员呈现远程信息的方法。结果发现，仅单目摄像机的图像很难传达给操作员。操作员可能会遇到难以操作的情况，因此我们将远程侧的摄像机数量增加到两个并使其成为立体，并且还添加了监视器显示器以将信息呈现给操作员，从而实现立体显示。肉眼观察通过将系统更改为1和2，我们改进了系统，允许在远程端观看3D图像的同时进行工作，并且作为工作实验的结果，我们获得了良好的客观评价。此外，关于操纵杆操作模式，有一个我们通过实验研究并考虑了这对人类操作的影响，并开发了一种在识别操作员状况的同时自动调整系统特性并积极防止不稳定操作的功能，从而为未来的开发提供了重要指导。