JPH11207674A - 運動装置及び動物ロボット - Google Patents
運動装置及び動物ロボットInfo
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- JPH11207674A JPH11207674A JP1598598A JP1598598A JPH11207674A JP H11207674 A JPH11207674 A JP H11207674A JP 1598598 A JP1598598 A JP 1598598A JP 1598598 A JP1598598 A JP 1598598A JP H11207674 A JPH11207674 A JP H11207674A
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Abstract
様な運動を行う運動装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 可触部10は接触を受ける。接触運動測
定部22は、可触部10の接触による接触運動を測定す
る。運動制御部30は、接触運動に反応して、可触部1
0の運動を制御する。
Description
ボットに関し、特に多様な運動を行う運動装置及び動物
の動作を擬似する動物ロボットに関する。
って検出し、撫でられたことに対して反応したり、また
は触覚センサになっているスイッチを触ることで反応す
る機構を持つ装置が知られている。
D(ダイレクト・ドライブ)モータのような反応性の高
いアクチュエータを用いて、硬さや形状などの触覚を表
現しようという試みが研究レベルで行われている。
皮膚電流によって反応する装置では、触覚のために専用
のセンサを増やす必要があり、コスト面で不利であると
いった問題があった。
発汗などの影響を受けやすく、不安定であるといった問
題があった。さらに、得られる情報もON/OFF、良
くても接触圧・接触面積程度であり、撫でられたのか、
叩かれたのかなど詳しい触覚情報を得ることができなか
った。
した場合、反応が単純になりつまらなく、この点はスイ
ッチなどの他の触覚センサを持つ装置でも同様である。
また、上記のようなアクチュエータを用いた装置に対し
ても、一般的な表現を追求するため、接触部分の形状が
特定の物体を思わせないよう工夫されているだけで、表
現そのものは内部の制御内容に支配されている。
に求められる負担が大きくなり、玩具などの実用化は現
実的でないといった問題があった。本発明はこのような
点に鑑みてなされたものであり、接触に対しインタラク
ティブに反応して、多様な運動を行う運動装置を提供す
ることを目的とする。
ンタラクティブに反応して、多様な運動を行う動物ロボ
ットを提供することである。
決するために、多様な運動を行う運動装置において、接
触を受ける可触部と、前記可触部の前記接触による接触
運動を測定する接触運動測定部と、前記接触運動に反応
して、前記可触部の運動を制御する運動制御部と、を有
することを特徴とする運動装置が提供される。
測定部は、可触部の接触による接触運動を測定する。運
動制御部は、接触運動に反応して、可触部の運動を制御
する。
において、接触を受ける可触部と、前記可触部の前記接
触による接触運動を測定する接触運動測定部と、前記接
触運動に反応して、前記可触部の運動を制御する運動制
御部と、を有することを特徴とする動物ロボットが提供
される。
測定部は、可触部の接触による接触運動を測定する。運
動制御部は、接触運動に反応して、可触部の運動を制御
する。
を参照して説明する。図1は本発明の運動装置の原理図
である。運動装置1は、例えば玩具1aの中に含まれ、
人間の接触によって反応し運動する。
る。例えば図では球状になっており、ユーザはこの可触
部10に指等を接触させて動かす。接触運動測定部22
は、可触部10の接触運動を測定するセンサである。運
動制御部30は、測定された外乱の接触運動に反応し
て、可触部10の運動を制御する。例えば、図では動か
した方向へ従順に可触部10の運動を制御している。
部10に対し、接触に応じて運動を起こさせる構成とし
た。これにより、触覚センサ等を設けることなく、複雑
で飽きのこない運動を起こすことが可能になる。
を擬似する動物ロボットに適用することにより、多様な
接触による入力に反応した複雑な動作表現を行うので、
人間との快適なインタフェースを実現することが可能に
なる。
て説明する。図2は運動装置1の構成を示す図である。
メカ側10a、回路側(ハードウェア)20a、マイコ
ン側(ソフトウェア)30aで構成される。
o Registive :磁気抵抗)センサ22a、22bに、運
動制御部30はマイコン30aに該当する。可触部10
を運動させるアクチュエータ21a、21bはDDモー
タであり、本例では2軸ある。各軸の回転はMRセンサ
22a、22bによってモニタされ、マイコン30a内
のカウンタ25a、25bに方向が保持されている。
ーボへの位置目標に対して、各軸の方向との減算を行っ
て制御誤差を求め、コントローラ24a、24bへ供給
する。
(比例・積分・微分制御動作)法によりアクチュエータ
21a、21bへのトルク指示を求める。アクチュエー
タ21a、21bへのトルク指示は、ドライバ23a、
23bで増幅された後、モータを回す、シーケンサ2
7、減算機26a、26b、コントローラ24a、24
bは、マイコン30a内のソフトウェアで実現してい
る。
21a、21b、MRセンサ22a、22bは回路20
aの構成部分となる。また、シーケンサ27にとって2
軸分のサーボエラーが入力であり、同じく2軸分のサー
ボリファレンスが出力である。シーケンサ27は、サー
ボエラーの入力によって起動し、定まったシーケンスを
発生することで反応を表現する。
等を組み込んだ場合の構成について説明する。図3、図
4は可触部10の内部構造を示す図である。図4は図3
をX方向から見た図である。
モータ21−1、21−2が取り付けられている。MR
センサ22−1、22−2はDDモータ21−1、21
−2の方向を計測する。
サーボの外乱として働かないように調整される。このよ
うに可触部10は外力に同じ向きまたは直交する向きに
自由度をもって運動することができ、またサーボによっ
て能動的に動作する他接触によって、受動的に運動をす
ることもできる。
ンスについて説明する。図5はシーケンサ27が発生す
る応答シーケンスの例を示す図である。 〔S1〕トルクを制限せず(外乱に対して大きなトルク
を発生しうる状態で)サーボのコンプライアンスを小さ
くした上、外乱と直交する向きに目標位置を設定してト
ルクを発生させてやれば、接触に対して嫌がって逃避す
るような感覚を操作者に与えることができる。 〔S2〕トルクを制限してサーボのコンプライアンスを
大きくした上、外乱と同じ方向に制御目標を設定してト
ルクを発生してやれば操作者に対して従順な意図を表現
できる。
位置により一定以上離れたならば応答シーケンスを終了
し、平素の制御を再開あるいは制御を放棄する。これは
シーケンサを含めたサーボ系の発散を防ぐためである。 〔S3〕トルクを制限せずにサーボのコンプライアンス
を小さくして外乱と反対方向に目標位置を設定してトル
クを発生させることにより、操作者に対象の反抗を感じ
させることができる。
も、外乱がなくなって本来の目標位置に整定したなら
ば、応答シーケンスから抜けて平素の制御に移る。さら
に、ここにあげた応答シーケンスはシンプルなものばか
りであるが、目標位置を左右に振って嫌悪感を表すなど
複雑な応答シーケンスを用いてより豊かな表現をするこ
とも可能である。
明する。図6はシーケンサ27の処理手順を示すフロー
チャートである。シーケンサルーチンへは割り込みによ
り定期的に処理時間が割り当てられる。 〔S10〕今まで外乱応答中であったかどうかをフラグ
により判定し、外乱応答中であればステップS14へ、
そうでなければステップS11へ行く。 〔S11〕サーボエラーの量を見て小さければ平素の制
御を行うべき場合であるからステップS20へ行く。サ
ーボエラーが大きいと判断された場合は、新たに外乱応
答を開始する場合であるからステップS12へ行く。 〔S12〕外乱応答中を示すフラグをセットし、外乱の
方向・大きさ等により応答シーケンスを選択する。 〔S13〕応答シーケンスに従って、トルクリミットや
サーボのコンプライアンスを設定する。 〔S14〕シーケンスを先に進める条件(シーケンスの
種類及びシーケンス内の進行番号によって異なる)をチ
ェックする。ここでシーケンスを進める条件が成立して
いる場合はステップS15へ行く。そうでなければステ
ップS16へ行く。 〔S15〕進めたシーケンスにしたがってトルクリミッ
トやサーボのコンプライアンスを再設定する。 〔S16〕シーケンスの終了条件(選択されている応答
シーケンスにより異なる)をチェックし、成立していな
ければ新たな目標位置に対して制御するためにステップ
S20へ行く。シーケンス終了条件が成立している場合
にはステップS18へ行く。 〔S17〕サーボエラーが小さいことを検出した場合は
ステップS18へ、そうでなければステップS20へ行
く。 〔S18〕応答シーケンスの終了処理として、トルクリ
ミット及びサーボのコンプライアンスを外乱応答を開始
する前の本来の値に回復させる。 〔S19〕外乱応答中フラグをクリアする。 〔S20〕通常のサーボ処理を行い、終了となる。
てさらに高次の情報を利用すれば、さらに豊かな表現が
可能である、例えば気分的要素をシーケンサの内部状態
として持たせ、同じ触覚入力に対しても同じ反応とは限
らないようにすることができる。
は、接触を受ける可触部10に対し、可触部10が受け
る接触運動に反応して、可触部10の運動を制御する構
成とした。
となく、触覚を持ちインタラクティブに反応する玩具等
を構成できる。また、得られる触覚情報が多様であるた
め、飽きのない複雑な動作が可能になる。
は、接触を受ける可触部に対し、可触部が受ける接触運
動に反応して、可触部の運動を制御する構成とした。こ
れにより、触覚センサ等を設けることなく、複雑で飽き
のこない運動を行うことが可能になる。
す図である。
ある。
……接触運動測定部、30……運動制御部。
Claims (6)
- 【請求項1】 多様な運動を行う運動装置において、 接触を受ける可触部と、 前記可触部の前記接触による接触運動を測定する接触運
動測定部と、 前記接触運動に反応して、前記可触部の運動を制御する
運動制御部と、 を有することを特徴とする運動装置。 - 【請求項2】 前記可触部は、バランスの調整によって
重力等の定常的な外乱を排除するバランスウエイト付き
のジンバル機構を用いることを特徴とする請求項1記載
の運動装置。 - 【請求項3】 前記可触部は、前記接触運動に対し、同
じ向きまたは直交する向きに運動自由度を持つことを特
徴とする請求項1記載の運動装置。 - 【請求項4】 前記可触部は、前記接触運動による自由
な受動運動を行うことを特徴とする請求項1記載の運動
装置。 - 【請求項5】 前記運動制御部は、前記可触部の運動を
従順、逃避、反抗の少なくとも1つの方向へ制御するこ
とを特徴とする請求項1記載の運動装置。 - 【請求項6】 動物の動作を擬似する動物ロボットにお
いて、 接触を受ける可触部と、 前記可触部の前記接触による接触運動を測定する接触運
動測定部と、 前記接触運動に反応して、前記可触部の運動を制御する
運動制御部と、 を有することを特徴とする動物ロボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1598598A JPH11207674A (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 運動装置及び動物ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1598598A JPH11207674A (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 運動装置及び動物ロボット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11207674A true JPH11207674A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=11903972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1598598A Pending JPH11207674A (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 運動装置及び動物ロボット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11207674A (ja) |
-
1998
- 1998-01-28 JP JP1598598A patent/JPH11207674A/ja active Pending
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