障がいを持つ人に対応する身体的動作を伴う機械製作実習を代替するバーチャルシステム

一种虚拟系统，可取代涉及身体运动的机器制造培训，以适应残疾人士的需要。

• 批准号: 21K18524
• 负责人: 橋本 宣慶
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: The University of Shiga Prefecture
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18524/
• 关键词: 障がい者教育; ものづくり; バーチャルリアリティ; 機械加工; 工作機械; 障がい者支援; マンマシンインターフェース; 加工実習; 身体障がい支援; 機械製造作業; 実習訓練; ヒューマンインタフェース

身体に障がいを持つ人でも，コンピュータ制御工作機械の操作を担うことで機械製造現場での活躍が可能である．大学の機械系学科を志望する身体に障がいを持つ学生にとって，必修の機械工作実習が単位修得の障壁となっている．そこで本研究では，健常者だけでなく身体に障がいを持つ人でも工作機械を使った加工作業実習の仮想体験ができるVR(バーチャルリアリティ)システムを開発する．これを通して，身体的動作を伴う作業における障がい者と健常者の違いや，障がいの度合いに対する入出力支援の方法などの実作業を代替するシステムのあり方について検討していく．VR環境を提供するHMD（ヘッドマウントディスプレイ）と視線による操作入力によって，肢体不自由における等級1級(全身まひ)の障がいに対応させるシステムのプロトタイプを作成した．これを基に障がい者向けインターフェースに関する課題を具体的にした．今後はこれを改良・発展させ，工作機械の種類を増やすことで，機械部品を加工する実習授業を仮想的に体験できることを目標にする．VRシステムが実際を模擬しているかの確認は，被験者に両者を使わせて比較するのが通常である．しかし，本研究では障がい者に対して実際の工作機械を操作してもらうことはきないため，安全を確保できる距離で有線遠隔操作できる工作機械を構築した．健常者を被験者とした実験により，加工作業が可能であることを確認した．この装置による作業をVR実習システムの比較対象とする予定である．

即使是身体残疾的人也可以通过操作计算机控制的机床在机器制造现场工作。对于希望进入大学机械工程系的身体残疾学生来说，强制性的机械工作训练是获得学分的障碍。因此，在本研究中，我们将开发一种VR（虚拟现实）系统，不仅可以让健康人，也可以让身体残疾的人体验使用机床进行虚拟加工工作训练。通过这个，我们将研究残疾人和非残疾人在涉及身体运动的任务中的差异，以及系统如何替代实际任务，例如根据残疾程度提供输入/输出支持的方法。我们使用提供 VR 环境和视觉输入的 HMD（头戴式显示器）创建了一个支持 1 级身体残疾（全身瘫痪）的原型系统。在此基础上，我们指定了有关残疾人界面的具体问题。未来，我们的目标是改进和发展这一点，增加机床的类型，使学生能够虚拟地体验机械零件加工的实践课程。为了确认 VR 系统是否模拟现实，通常会让受试者使用这两个系统并进行比较。然而，在这项研究中，不可能让残疾人操作实际的机床，因此我们构建了一种可以在安全距离内通过电线远程操作的机床。通过以健康人为受试者的实验，我们证实了处理工作是可能的。我们计划使用该设备作为 VR 训练系统的对比目标。