流路の変形を利用した光学式触覚センサの開発

直原 佑哉 (0551060)


人間の皮膚は, 柔らかな表面の下に様々な感覚器官を持っている.
そして, 複雑な触覚を知覚することができる.
人間のような知覚を行うには接触力, 接触位置を複合的に知覚する必要がある.

本論文では, 柔軟素材内部に設けた流路に着色された液体を封入し,
外力による流路の変形をカメラで測定することで, 外力の大きさおよび
分布を推定する手法の提案をする.
また, 外力の大きさおよび分布を計測する光学式触覚センサの開発を行う.
加えられた外力に応じて柔軟素材は変形し, 内部に設けた流路も変形する.
流路を通る透過光の変化をカメラで測定し, 流路の変形を推定する.

まず, 有限要素法を用いて, 加えられた力に対する流路の径変化を計算した.
次に, 力による輝度値の変化をシミュレーションし, 原理の検証を行った.
複数の流路を設けた柔軟素材センサを試作し, 外力の大きさおよび分布の推定を
行い, 本センサで原理に基づいた外力および分布を推定することが可能であることを確認した.
人間の皮膚は, 柔らかな表面の下に様々な感覚器官を持っている.
そして, 複雑な触覚を知覚することができる.
人間のような知覚を行うには接触力, 接触位置を複合的に知覚する必要がある.

本論文では, 柔軟素材内部に設けた流路に着色された液体を封入し,
外力による流路の変形をカメラで測定することで, 外力の大きさおよび
分布を推定する手法の提案をする.
また, 外力の大きさおよび分布を計測する光学式触覚センサの開発を行う.
加えられた外力に応じて柔軟素材は変形し, 内部に設けた流路も変形する.
流路を通る透過光の変化をカメラで測定し, 流路の変形を推定する.

まず, 有限要素法を用いて, 加えられた力に対する流路の径変化を計算した.
次に, 力による輝度値の変化をシミュレーションし, 原理の検証を行った.
複数の流路を設けた柔軟素材センサを試作し, 外力の大きさおよび分布の推定を
行い, 本センサで原理に基づいた外力および分布を推定することが可能であることを確認した.