WO2019163359A1 - 触覚提示装置、及び触覚提示システム - Google Patents

触覚提示装置、及び触覚提示システム Download PDF

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WO2019163359A1
WO2019163359A1 PCT/JP2019/001657 JP2019001657W WO2019163359A1 WO 2019163359 A1 WO2019163359 A1 WO 2019163359A1 JP 2019001657 W JP2019001657 W JP 2019001657W WO 2019163359 A1 WO2019163359 A1 WO 2019163359A1
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vibration
unit
contact
user
contact surface
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PCT/JP2019/001657
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竜太 堀江
一生 本郷
智子 永仮
良 寺澤
川浪　康範
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ソニー株式会社
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Publication date
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J3/00—Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
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    • A61B34/74—Manipulators with manual electric input means
    • A61B2034/741—Glove like input devices, e.g. "data gloves"

Definitions

  • the present disclosure relates to a haptic presentation device and a haptic presentation system.
  • a master-slave system that enables an approach to an affected area without making a large incision in a patient's body is known as a surgical operation system used when performing endoscopic surgery.
  • a surgical operation system used when performing endoscopic surgery.
  • an operator such as a doctor operates a master device provided with an input interface
  • forceps or a lever is used according to the input operation force of the operator measured by a force sensor provided in the master device.
  • a slave device equipped with a medical instrument is remotely operated.
  • the slave device is configured, for example, as an arm device in which a surgical tool is held at the tip, and can change the position or posture of the surgical tool within the abdominal cavity.
  • a technique for transmitting a tactile sensation when a surgical instrument comes into contact with a patient to a surgeon is provided with a sensor for measuring a tactile sensation in a slave device, and information related to the tactile sensation measured by the sensor is transmitted to the master device.
  • a technique for transmitting a sense of touch to the surgeon is provided with a pressure / tactile sensation presentation apparatus that expresses pseudo pressure / tactile sensation using vibrations of a vibration actuator such as a voice coil motor as an expression of an operation situation. Yes.
  • the present disclosure proposes a new and improved tactile presentation device and tactile presentation system that can reduce noise transmitted to the force sensor.
  • an operation unit operated by a user a vibration unit presenting vibration of an operation target of the operation unit, a contact unit transmitting the vibration by the vibration unit to the user, and the contact unit are elastic bodies
  • a tactile sensation presentation device includes an installation unit connected to the operation unit.
  • a tactile presentation device that presents a first signal related to the vibration of the operation target received from the slave device to the user as a tactile sense, and vibration noise estimated based on the first signal is Based on the first information processing device functioning as a master device that transmits the second signal removed from the force applied by the user to the slave device, and the second signal received from the first information processing device.
  • a tactile sensation presentation system is provided that includes the second information processing device functioning as the slave device that transmits the first signal measured when driven to the first information processing device.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overview of a haptic presentation system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the tactile sense presentation system is mainly composed of a master device 10 (10R and 10L) and a slave device 50.
  • the master device 10 is a device having an input interface operated by an operator such as a doctor (hereinafter also referred to as a user).
  • the slave device 50 is a device that includes a medical instrument such as a forceps or a lever that is remotely operated in accordance with a user operation in the master device 10.
  • Bilateral control is feedback control in which the positions of the input interface, the surgical instrument, and the force are matched between the master device 10 and the slave device 50. For example, when the user operates the input interface, the surgical tool moves according to the operation. When the surgical instrument moves and contacts the patient, the force at the time of contact is fed back to the input interface.
  • the master device 10 and the slave device 50 are connected by an arbitrary communication method.
  • the master device 10 and the slave device 50 are connected by wired communication or wireless communication.
  • the master device 10 and the slave device 50 may be configured to communicate directly or may be configured to communicate via a network (or other device).
  • the master device 10 is an information processing device (first information processing device) having a function of presenting the vibration control (first signal) measured by the drive control of the slave device 50 and the sensor of the slave device 50 to the user.
  • the master device 10 is, for example, a device having one or more joints including a passive joint and a link connected to the joint (a device having a link mechanism including a passive joint).
  • the passive joint is a joint that is not driven by a motor or an actuator.
  • the master device 10 includes an operation device 100 (100R and 100L) that a user holds and operates.
  • the operation device 100 corresponds to a haptic presentation device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the master device 10 is connected to a monitor 30 on which the surgical field is displayed, and is provided with a support base 32 on which the user places both arms or both elbows.
  • the master device 10 is composed of a master device 10R for the right hand and a master device 10L for the left hand.
  • the right-hand master device 10R includes a right-hand operating device 100R
  • the left-hand master device 10L includes a left-hand operating device 100L.
  • the user places both arms or both elbows on the support base 32 and holds the operation devices 100R and 100L with the right hand and the left hand, respectively. In this state, the user operates the operation devices 100R and 100L while looking at the monitor 30 on which the surgical field is displayed.
  • the user can remotely control the position or orientation of the surgical instrument attached to the slave device 50 by displacing the position and orientation of the respective operation devices 100R and 100L, or perform a gripping operation with each surgical instrument. Also good.
  • the slave device 50 is an information process that presents to the master device 10 forces and vibrations when an affected part of a patient in an operation (hereinafter also referred to as a target) and a portion of the slave device 50 that contacts the target are in contact with each other.
  • Device second information processing apparatus.
  • the slave device 50 is, for example, a device having one or more active joints and a link connected to the active joints (a device having a link mechanism including the active joints) for moving in response to the movement of the master device 10. ).
  • the active joint is a joint driven by a motor, an actuator, or the like.
  • the embodiment of the present disclosure may be applied to a virtual reality environment.
  • a video showing the environment on the virtual slave device 50 side may be displayed on the monitor 30, and the user may operate the master device 10 based on the video.
  • the base portion 34 is a base portion of the master device 10 and may be configured by combining, for example, an aluminum frame material. However, the structure of the base part 34 is not limited to this example.
  • a support base 32 is attached to the base portion 34. The user can obtain operational stability by operating the operating device 100 with the elbow or arm placed on the support base 32. Note that the support base 32 may not be attached to the base portion 34 and may not be included in the components of the master device 10.
  • the support arm part 40 is supported by the main body part 20 on the base end side.
  • An operation device 100 is attached to the distal end side of the support arm unit 40.
  • the support arm unit 40 includes a first arm unit 40a, a second arm unit 40b, a third arm unit 40c, and a fourth arm unit 40d.
  • the distal end side of each of the first arm part 40 a, the second arm part 40 b, and the third arm part 40 c is connected to the fourth arm part 40 d, and the proximal end side is connected to the main body part 20.
  • the main body 20 includes three motors 36 (one not shown) that controls the rotation of the first arm 40a, the second arm 40b, and the connection between the third arm 40c and the main body 20. ) Is provided.
  • the first arm portion 40a, the second arm portion 40b, and the third arm portion 40c are configured by connecting a plurality of link portions in series so as to be rotatable with respect to each other.
  • the connecting portions of the first arm portion 40a, the second arm portion 40b, the third arm portion 40c, and the fourth arm portion 40d are also rotatably connected to each other.
  • the first arm portion 40a, the second arm portion 40b, the third arm portion 40c, and the connecting portion of the main body portion 20 are also connected to each other so as to be rotatable.
  • the connecting portion of the plurality of link portions or arm portions becomes a joint portion, and the angle of each link portion or arm portion can be freely changed around the joint portion. Thereby, the position on the space of the operating device 100 attached to the front end side of the support arm part 40 can change freely.
  • the fourth arm portion 40d is configured by connecting a plurality of arms, and each arm is rotatable about its axis. Thereby, the direction of the operating device 100 attached to the front end side of the support arm part 40 can change freely.
  • Encoders for detecting the rotation angles of the respective arm portions are provided in the connecting portions of the first arm portion 40a, the second arm portion 40b, the third arm portion 40c, and the main body portion 20, respectively. ing.
  • the fourth arm portion 40d is provided with a plurality of encoders that detect the shaft rotation angle of each arm.
  • the encoder is an example of a sensor that detects a rotation angle, and may be replaced with another sensor. A signal indicating the rotation angle detected by these encoders is provided in the master device 10 and transmitted to a control unit described later.
  • the operating device 100 functions as a grasping interface for operating the surgical tool supported by the slave device 50.
  • the posture of the support arm unit 40 changes, and the rotation angle of the joint unit and the axis rotation angle of the arm change.
  • a force sensor 152 is provided at a connection portion between the operating device 100 and the fourth arm portion 40d. The force sensor 152 detects a force input to the operating device 100 by the user.
  • the support arm unit 40 including a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the joint part and the axis rotation angle of the arm can be configured using a conventionally known support arm device. The detailed description of is omitted.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration example of the master device 10 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the master device 10 includes a vibration unit 120, a sensor unit 150, and a control unit 160.
  • the vibration unit 120 is a vibration device for presenting vibration of an operation target of the operation device 100, and is provided in the operation device 100.
  • the vibration unit 120 vibrates in response to an input from the signal processing unit 170 based on vibration generated when the operation target touches the object.
  • a voice coil motor (VCM) type vibration actuator is used as the vibration unit 120, but another vibration device may be used.
  • VCM voice coil motor
  • LRA Linear Resonant Actuator
  • a piezoelectric element may be used as the vibration device.
  • the sensor unit 150 has a function of measuring information for performing drive control and force sense presentation of the slave device 50.
  • the sensor unit 150 includes a force sensor 152 (torque sensor) and a rotation angle sensor.
  • the force sensor 152 is provided, for example, at a connection portion between the support arm unit 40 and the operating device 100 attached to the tip of the support arm unit 40 and is orthogonal to each other. The force acting in the three-axis direction is measured. That is, the force sensor 152 measures a force input to the operation device 100 by the user.
  • the rotation angle sensor is provided at a plurality of joint portions of the support arm portion 40 and measures the rotation angle of each joint portion.
  • the rotation angle sensor may be an encoder, for example.
  • the force sensor 152 attempts to measure the user's force applied when the user operates the operation device 100.
  • the force measured by the force sensor 152 includes, in addition to the user's force, gravity generated by the weight of the operation device 100 and inertial force generated by the operation device 100 moving.
  • the force measured by the force sensor 152 may include vibration generated by the vibration unit 120 as noise.
  • the force measured by the force sensor 152 including at least one of gravity, inertial force, and noise in addition to the user's force is also referred to as an external force below. In the following, an embodiment of the present disclosure will be described on the assumption that the external force includes user force, gravity, inertial force, and noise.
  • Control unit 160 has a function of controlling the operation of the slave device 50.
  • the control unit 160 controls the posture of the arm of the slave device 50 based on the information on the rotation angle detected by the encoder provided in the master device 10, and determines the position of the surgical instrument supported by the slave device 50. Change direction.
  • the control unit 160 is operated by the user by detecting an external force acting on the surgical instrument of the slave device 50 and driving and controlling three motors 36 (one not shown) based on the external force. A reaction force is applied to the movement of the operation device 100, and a sense of force for the movement of the operation device 100 is presented to the user.
  • control unit 160 acquires a signal indicating the operation amount of the gripping operation from the operating device 100 when the user performs a gripping operation of the operating device 100, and based on the signal, the control unit 160 is attached to the slave device 50. Have the tool perform a gripping action. At this time, the control unit 160 detects the reaction force with respect to the grasping operation of the surgical instrument attached to the slave device 50, and drives and controls a motor (not shown) provided in the operation device 100 based on the reaction force. The user may be presented with a force sense for the gripping operation of the controller device 100.
  • control unit 160 has a function of controlling processing for transmitting vibration measured by the slave device 50 to the user.
  • control unit 160 according to the embodiment of the present disclosure includes a signal processing unit 170, a storage unit 180, and a host control unit 190 as illustrated in FIG.
  • the signal processing unit 170 has a function of controlling the vibration of the vibration unit 120 based on the signal received from the slave device 50. For example, the signal processing unit 170 receives a vibration signal measured by the sensor of the slave device 50 via the host control unit 190 described later, performs signal processing to remove noise from the vibration signal, and converts the vibration signal into a processed vibration signal. Based on this, the vibration unit 120 is controlled to vibrate.
  • the signal processing unit 170 has a function of controlling a process of outputting a force corresponding to the force measured by the sensor unit 150 to the host control unit 190. For example, the signal processing unit 170 removes the vibration component presented by the vibration unit 120 from the external force measured by the force sensor 152.
  • the signal processing unit 170 according to the embodiment of the present disclosure includes a band limiting unit 171, a DRI (DRIVER) 172, an A / D 173, and an inverse dynamics calculation unit 174 as illustrated in FIG. , A signal processing circuit including a noise estimation unit 175, an adder 178, and an adder 179.
  • DRIVER DRI
  • a / D 173 DRI
  • inverse dynamics calculation unit 174 A signal processing circuit including a noise estimation unit 175, an adder 178, and an adder 179.
  • the band limiting unit 171 has a function of removing a specific band from the input signal.
  • the band limiting unit 171 uses a filter to remove a low-frequency component that may affect the force sensor 152 of the master device 10 as vibration noise, or a frequency component corresponding to vibration such as sound that the user does not sense as a tactile sense.
  • a predetermined frequency component stored in advance is removed from the vibration signal.
  • the band limiting unit 171 removes a predetermined frequency band component by passing the input signal through a filter. More specifically, for example, the band limiting unit 171 uses a high-pass filter (HPF: High-Pass Filter) that cuts off a low-frequency signal and passes only a high-frequency signal.
  • HPF High-Pass Filter
  • the predetermined frequency here is a lower limit value of a low frequency component that may affect the force sensor 152 of the master device 10 as vibration noise.
  • the predetermined frequency may be about 30 Hz. Note that the predetermined frequency may be registered in the storage unit 180 in advance.
  • the band limiting unit 171 removes, for example, a predetermined frequency component stored in advance from the vibration signal. More specifically, the storage unit 180 stores a frequency corresponding to a predetermined frequency component in advance, and the band limiting unit 171 receives the frequency component from the input signal when the frequency component corresponding to the frequency is input. Remove. Then, the band limiting unit 171 outputs the input signal from which the specific band is removed to the DRI 172 and the noise estimation unit 175.
  • the band limiting unit 171 removes a specific band, so that a vibration in a frequency region that does not correspond to a tactile sense or a vibration whose frequency is known in advance is output from the vibration unit 120 provided in the master device 10. It is prevented.
  • the filter used by the band limiting unit 171 is not limited to HPF or LPF, and may be any filter. Further, the method by which the band limiting unit 171 removes a specific band is not limited to the method using a filter, and may be any method.
  • the DRI 172 is a drive circuit and has a function of driving the vibration unit 120 of the master device 10 based on an input signal. For example, the DRI 172 vibrates the vibration unit 120 based on the vibration signal after removal of the specific band input from the band limiting unit 171. Thereby, the vibration corresponding to the tactile sensation detected by the slave device 50 is generated by the vibration unit 120, and the tactile vibration generated in the surgical instrument is transmitted to the user.
  • the inverse dynamics calculation unit 174 performs reverse dynamics calculation on ( ⁇ , ⁇ ′, ⁇ ′′) that is a measurement result (that is, motion information) of the motion sensor provided in the master device 10.
  • ( ⁇ , ⁇ ′, ⁇ ′′) indicates (joint angle, joint angular velocity, joint angular acceleration).
  • the dynamics of a robot such as the master device 10 according to the embodiment of the present disclosure is represented by the following Equation 1.
  • Noise estimation unit 175 has a function of estimating noise based on the input signal. For example, the noise estimation unit 175 estimates noise caused by vibration of the vibration unit 120 included in the external force measured by the force sensor 152 based on the vibration signal after removal of a specific band input from the band limiting unit 171.
  • the noise estimation unit 175 may estimate the noise included in the external force by using an adaptive filter for the vibration signal input from the band limiting unit 171.
  • FIG. 6 illustrates an example of a noise estimation unit 175-2 in which the signal processing unit 170 uses an ADF (Adaptive Digital Filter) as the noise estimation unit 175.
  • ADF Adaptive Digital Filter
  • FIR Finite Impulse Response
  • the adaptive filter is a filter that self-adapts the transfer function (H).
  • the noise estimation unit 175-2 outputs the noise estimated based on the vibration signal input from the band limiting unit 171 to the adder 179.
  • the adder 179 to which the noise is input performs addition using the addition result of the adder 178 and the noise, and outputs the addition result.
  • the error signal corresponding to the addition result is fed back to the noise estimation unit 175-2 by the feedback circuit, and the ADF of the noise estimation unit 175-2 transfers the transfer function (H) so that the error is reduced based on the feedback. Can be adjusted.
  • Adder 178, adder 179 are arithmetic units that perform addition. For example, the adder 178 and the adder 179 perform addition based on a plurality of input values. Specifically, the adder 178 adds the gravity and inertial force input as negative values from the inverse dynamics calculation unit 174 to the external force (force + gravity + inertial force + noise) input from the A / D 173. Then, the adder 178 outputs the external force (force + noise) calculated by the addition to the adder 179.
  • the adder 179 adds the noise input as a negative value from the noise estimation unit 175 to the external force (force + noise) input from the adder 178. Then, the control unit 160 outputs the external force (force) calculated by the addition by the adder 179 to the upper control unit 190 as a signal (second signal).
  • the storage unit 180 is a device for storing information related to the master device 10.
  • the storage unit 180 stores data output in the processing of the signal processing unit 170 and data such as various applications.
  • the host control unit 190 has a function related to control of the operation of the slave device 50.
  • the host control unit 190 receives a vibration signal measured by the sensor of the slave device 50 from the slave device 50 and outputs the drive signal to the band limiting unit 171 of the signal processing unit 170.
  • the host control unit 190 receives a signal calculated by the signal processing unit 170 based on the drive signal from the adder 179 of the signal processing unit 170, and drives the slave device 50 according to the signal.
  • the master device 10 according to the embodiment of the present disclosure has been described above with reference to FIGS. Next, the first embodiment will be described.
  • a rotating shaft member 151 is provided on the rear end side of the housing 101. Both ends of the rotating shaft member 151 are supported by the bearing portion 155 and the housing 101.
  • a master frame 108 as a frame portion is coupled to the rotation shaft member 151 so as to be rotatable about the rotation shaft member 151.
  • the master frame 108 is a long member disposed along the longitudinal direction of the operating device 100 on one side surface of the operating device 100 and extends along a direction intersecting the axial direction of the rotary shaft member 151. Exists.
  • an installation unit 140 that has a surface that intersects with the rotation direction of the master frame 108 and extends along the longitudinal direction of the operating device 100 is provided. .
  • the installation unit 140 is attached to the master frame 108 using fixing means such as screws or bolts through the holes 114 (holes 114a, 114b, and 114c).
  • the surface on the front side of the installation unit 140 is a second contact surface 105 with which the user's finger contacts.
  • the second contact surface 105 has an arcuate shape so as to easily conform to the shape of the user's finger.
  • the user holds the operating device 100 as if holding a writing pen, and at that time, for example, by pressing the index finger against the second contact surface 105 and pushing the master frame 108. It can be rotated.
  • the surface on which the second contact surface 105 is provided is also regarded as a surface of the installation unit 140 in the direction opposite to the pushing direction.
  • a vibration unit 120 is provided in the vicinity of the installation unit 140. Specifically, the vibration unit 120 is provided on the back side of the installation unit 140 via the contact unit 130. Moreover, the contact part 130 has the 1st contact surface 111 with which a user's finger
  • the first contact surface 111 contacts a portion of the user's finger that is in contact with the second contact surface 105 that is not in contact with the second contact surface 105.
  • the vibration unit 120 generates a vibration corresponding to the tactile vibration acting on the surgical instrument of the slave device 50, and the vibration is transmitted to the user via the first contact surface 111 of the contact unit 130.
  • a rail portion 123 extending in the rotation direction of the master frame 108 is provided on the front end side of the master frame 108.
  • the rail portion 123 has a substantially arc-shaped outer shape, and rotates along the extending direction of the rail portion 123 as the master frame 108 rotates. That is, the rail portion 123 rotates around the rotation shaft member 151.
  • the wire 135 disposed on the rail portion 123 functions as a member that transmits power, and the driving torque generated by the motor is transmitted to the rail portion 123 via the wire 135.
  • the rotational torque of the rail portion 123 can be transmitted to the motor via the wire 135.
  • the force sensor 152 is provided at the connection portion between the operating device 100 and the fourth arm portion 40d of the support arm portion 40.
  • the force sensor 152 may be a six-axis force sensor that detects the force and twist of the three-direction six-axis component input to the operation device 100 operated by the user.
  • the force sensor 152 When a translational force or a twisting force is applied to the controller device 100, the force sensor 152 generates an output corresponding to the moment of the force.
  • the control unit 160 described above detects the force moment input to the operating device 100 by the force sensor 152, and based on the force moment, the slave device 50 Control the posture of the arm. Thereby, the position and direction of the surgical instrument attached to the slave device 50 can be controlled smoothly.
  • the motor and the encoder are electrically connected to the above-described control unit 160 through cables or the like (not shown).
  • a force sensor 152 that detects a force input to the operating device 100 is also electrically connected to the control unit 160.
  • the vibration unit 120 is also electrically connected to the control unit 160.
  • detection signals from the encoder and force sensor 152 are output to the control unit 160, and a drive signal is input from the control unit 160 to the motor.
  • a drive signal is input from the drive circuit of the control unit 160 to the vibration unit 120.
  • the above-described cable or the like may be wired so as to pass through the inside of the operating device 100, or may be wired so as to pass outside the operating device 100.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the floating structure portion taken along the cutting line I of the tactile presentation device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the front side is the side opposite to the pushing direction of the master frame 108.
  • the back side is the side in which the master frame 108 is pushed in.
  • the operating device 100 according to the first embodiment of the present disclosure is mainly composed of four parts as shown in FIG. Specifically, the operation device 100 includes an operation unit 110, a vibration unit 120, a contact unit 130, and an installation unit 140.
  • the floating structure unit according to the first embodiment of the present disclosure includes the vibration unit 120, the contact unit 130, and the installation unit 140.
  • the floating structure according to the first embodiment of the present disclosure is a structure for suppressing vibration generated by the vibration unit 120 from being transmitted to the force sensor 152.
  • the operation unit 110 is a unit operated by a user in the operation device 100.
  • the above-described casing 101 and the master frame 108 that rotates about the rotation shaft member 151 correspond to the operation unit according to the first embodiment of the present disclosure.
  • a force sensor 152 is connected to the distal end side of the casing 101 of the operation unit 110. When the user grips and operates the operation unit 110, the force sensor 152 measures the user's force input to the operation unit 110.
  • the installation unit 140 is a unit that a user's finger contacts.
  • the installation portion 140 is attached to the master frame 108 by bolts 115 (bolts 115a, 115b, and 115c) through the holes 114 (holes 114a, 114b, and 114c) shown in FIG. ing.
  • the installation unit 140 includes the second contact surface 105 with which the user's finger contacts.
  • the installation unit 140 has a second contact surface 105 with which the user's finger contacts, and an opening 107 that penetrates the second contact surface 105 side and the back side of the second contact surface.
  • the shape of the opening 107 is not limited to the circular shape shown in FIG.
  • the shape of the opening 107 may be a polygon such as a quadrangle.
  • the opening 107 may be the opening 107 from the vicinity of the center of the installation part 140 to the outer periphery as shown in FIG.
  • the contact part 130 is a part that transmits the vibration generated by the vibration part 120 to the user.
  • the contact part 130 has the 1st contact surface 111 which contacts a user's finger
  • the contact unit 130 can transmit vibration directly to the user's finger through the first contact surface 111.
  • the convex portion of the contact portion 130 is inserted through the opening 107 provided in the installation portion 140 from the back side of the second contact surface 105.
  • the first contact surface 111 is the surface of the convex portion that contacts the user's finger on the front side of the installation portion 140 (that is, the side on which the second contact surface 105 is provided). With such a configuration, both the first contact surface 111 and the second contact surface 105 come into contact with the same finger of the user.
  • the vibration generated by the vibration unit 120 is applied to the finger that has pressed the second contact surface 105. Communicated. Thereby, for example, when the object is grasped by the forceps, a tactile sensation is transmitted to the finger operating the forceps, and feedback equivalent to that can be realized.
  • the contact part 130 is slidably disposed on the back side of the installation part 140.
  • the contact portion 130 includes a columnar fixture 118 (fixer 118a, fixed to a hole 122 (hole 122a, hole 122b, and hole 122c) provided in the contact portion 130 having a smaller cross-sectional shape than the hole 122.
  • Tools 118b and fixtures 118c) are inserted and slidably disposed along fixture 118.
  • the fixing tool 118 is installed in the installation portion 140 by screws 117 (screws 117a, 117b, and 117c) inserted through the front side holes 116 (the holes 116a, 116b, and 116c) of the installation portion 140 shown in FIG. Fixed to. With such a configuration, the contact portion 130 can slide along the fixture 118 when vibrating with the vibrating portion 120.
  • the contact part 130 is attached to the installation part 140 via an elastic body so as not to directly contact the installation part 140.
  • the contact part 130 is attached to the installation part 140 in a state of being sandwiched by two springs 119 (springs 119a and 119b) that are elastic bodies with respect to the hole 122c.
  • the spring 119a is attached between the front side where the first contact surface 111 of the contact part 130 is located and the back side of the installation part 140 (the surface opposite to the second contact surface 105).
  • the spring 119b is attached between the back side of the contact portion 130 (the surface opposite to the first contact surface 111) and the head of the fixture 118c.
  • a fixture 118 is inserted through the space inside the spring 119.
  • the direction in which the spring 119 expands and contracts matches the sliding direction of the contact portion 130, and the sliding direction of the contact portion 130 can be fixed to one axis.
  • the contact unit 130 can change its position so as to be adapted to the user's finger by sliding.
  • the number of elastic bodies is not limited to the number used in the above example, and any number of elastic bodies may be used.
  • two springs 119 are used in the above-described hole 122c, only one spring 119 may be used by directly connecting the installation part 140 and the contact part 130 with a spring. When the same is applied to the holes 122a and 122b (not shown), three springs 119 are used as a whole.
  • one spring 119 may be used for the entire contact portion 130 and the installation portion 140.
  • the elastic body is arranged with good balance around the convex portion of the contact portion 130 so as to come into contact with the contact portion 130.
  • the two elastic bodies may be arranged one by one at positions facing each other across the convex portion of the contact portion 130.
  • the contact portion 130 is stably installed without being inclined.
  • the contact part 130 can translate without tilting.
  • the elastic body is not limited to the above-described spring, and an arbitrary elastic body may be used.
  • rubber or a flexible material may be used as the elastic body.
  • the hole 122 used for attachment of the contact part 130 has four holes 122 including the hole 122d, at least two of the four holes 122 may be used.
  • the two holes 122 that face each other with the convex part of the contact part 130 interposed therebetween may be used.
  • two holes 122 may be used, which are a combination of the holes 122a and 122c or a combination of the holes 122b and 122d.
  • a structure in which the contact part 130 is attached to the installation part 140 via an elastic body and the contact part 130 and the installation part 140 are not in contact is referred to as a floating structure.
  • the contact part 130 and the operation part 110 are non-contact because the contact part 130 is attached to the installation part 140 via an elastic body, the contact part 130 and the operation part 110 are isolate
  • the vibration unit 120 vibrates in a direction corresponding to the direction in which the elastic body expands and contracts.
  • the vibration unit 120 vibrates in a direction that matches or substantially matches the direction in which the elastic body expands and contracts.
  • the vibration unit 120 vibrates in the direction of the vibration direction 121 illustrated in FIG.
  • the vibration direction 121 coincides with the direction in which the spring 119a and the spring 119b which are elastic bodies shown in FIG.
  • the vibration absorbing ability of the elastic body is so high that the direction of the force applied to the elastic body matches the expansion / contraction direction. Therefore, the vibration part 120 vibrates in a direction that coincides with or substantially coincides with the direction in which the elastic body expands and contracts, so that the elastic body can efficiently absorb the vibration by the vibration part 120.
  • FIG. 13 is a simplified diagram illustrating the tactile sense presentation device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the operation unit 110 and the installation unit 140 are illustrated as one unit.
  • the contact part 130 is provided with a vibration part 120.
  • the installation part 140 is provided with the contact part 130 via elastic bodies (springs 119a to 119d).
  • the installation unit 140 is provided in the operation unit 110.
  • the contact portion 130 is slidably disposed along the fixture 118 on the installation portion 140 by the fixture 118 (the fixture 118a and the fixture 118b).
  • the contact portion 130 is attached to the installation portion 140 in a state where the contact portion 130 is sandwiched between elastic bodies (springs 119a and 119b) with respect to the fixture 118a.
  • the contact portion 130 is attached to the installation portion 140 in a state where the contact portion 130 is sandwiched between elastic bodies (springs 119c and 119d) with respect to the fixture 118b. Therefore, when the contact part 130 and the vibration part 120 vibrate together, at least a part of the vibration is absorbed by the elastic body. Therefore, it is possible to suppress vibration transmitted from the contact unit 130 to the installation unit 140, and as a result, also suppress vibration transmitted to the force sensor 152 via the operation unit 110 to which the installation unit 140 is attached. It becomes possible to do.
  • the contact part 130 when the vibration part 120 vibrates in the direction of the vibration direction 121 illustrated in FIG. 12, the contact part 130 also vibrates in the direction of the vibration direction 121. At this time, the first contact surface 111 of the contact unit 130 may not contact the user's finger depending on the amplitude of the vibration unit 120 and the attachment position of the contact unit 130. Therefore, in realizing the above-described configuration, the initial position of the first contact surface of the contact unit 130 may be set in consideration of the amplitude of the vibration unit 120.
  • the initial position is a position of the first contact surface 111 in a state where the vibration unit 120 is stopped (that is, stationary). In other words, the initial position is the position of the first contact surface 111 when the contact part 130 is attached to the installation part 140.
  • the first contact surface 111 is in a position where the first contact surface 111 and the second contact surface 105 coincide with or substantially coincide with each other in the vibration direction of the vibration unit 120 with the vibration unit 120 stopped.
  • the position that coincides with the second contact surface 105 is, for example, a position that coincides with the edge of the opening 107 on the front side (second contact surface side) of the installation unit 140 and the vibration direction 121.
  • the edge of the opening 107 is an end of the second contact surface 105 that forms the opening 107. More specifically, in the case of the example shown in FIG. 14, the position coincident with the second contact surface 105 is the vibration of the end portion 127a of the second contact surface 105a or the end portion 127b of the second contact surface 105b.
  • the first contact surface 111 contacts the user's finger 131 when the vibration unit 120 vibrates. be able to.
  • the first contact surface 111 is subjected to the first vibration when the vibration unit 120 vibrates.
  • the contact surface 111 can contact the user's finger.
  • the end portion 127a and the end portion 127b coincide with the vibration direction 121.
  • the position of the end 127 may not coincide with the vibration direction 121 in some cases.
  • the first distance from the first contact surface 111 coincides with the end portion 127c where the distance is shortest, or the position within the distance 129 of the amplitude of the vibration unit 120 from the end portion 127c toward the back side of the installation portion 140.
  • the initial position of one contact surface 111 may be set.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating an operation example of the signal processing unit according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the signal processing unit 170 performs noise reduction processing on the signal input from the force sensor 152.
  • the signal processing unit 170 converts the signal with the A / D 173, acquires a digital signal regarding external force (force + gravity + inertial force + noise), and outputs the digital signal to the adder 178.
  • the inverse dynamics calculation unit 174 calculates the inertial force generated by the gravity due to the weight of the operating device 100 and the movement of the operating device 100 by the inverse dynamics calculation, and outputs the calculated negative force to the adder 178 (step S1012).
  • the adder 178 calculates the external force (force + noise) by adding the negative gravity and inertial force to the external force (force + gravity + inertial force + noise), and outputs it to the adder 179 (step S1016). .
  • the adder 179 calculates the external force (force) by adding the negative force input to the noise estimation unit 175 to the external force (force + noise) input to the adder 178 (step S1024). And the control part 160 transmits the signal regarding the said external force (force) to the slave apparatus 50 (step S1028).
  • FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating a first modification example according to the first embodiment of the present disclosure viewed from the back side of the installation unit 140.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating a first modification example according to the first embodiment of the present disclosure viewed from the side surface of the installation unit 140.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating a cross-section at the cut surface II of the first modification example according to the first embodiment of the present disclosure.
  • an example in which a VCM is used as the vibration unit 120 has been described, but an LRA may be used as the vibration unit 120.
  • the assembly example of the tactile sense presentation apparatus when LRA is used as the vibration part 120 is demonstrated.
  • the VCM vibrates in a direction perpendicular to the first contact surface 111 (vibration direction 121).
  • the LRA vibrates in a direction horizontal to the first contact surface 111. Specifically, the LRA vibrates in the vibration direction 221 shown in FIG.
  • the shape of the contact portion 230 and how to attach the contact portion 230 to the installation portion 140 in the present modification are caused by the difference in the vibration direction as described above in the first embodiment. Is different. For example, when the vibration part 220 vibrates in the vibration direction 221, the contact part 230 is attached to the installation part 140 so that the contact part 230 also vibrates in the vibration direction 221.
  • the contact part 230 includes a spring 219 (a spring 219a, a spring 219b, a spring 219c, and a spring) on a fixing part 218 (a fixing part 218a, a fixing part 218b, and a fixing part 218c) of the installation part 140 illustrated in FIG. Slidably mounted via 219d).
  • the contact portion 230 is attached to the fixed portion 218c by two springs 219 (a spring 219c and a spring 219d).
  • the installation part 140 may be provided with a fixing part 218d by dividing the fixing part 218c, the spring 219c may be used for the fixing part 218c, and the spring 219d may be used for the fixing part 218d.
  • the contact portion 230 is attached to the installation portion 140 via the elastic spring 219 as described above, so that the contact portion 230 does not directly contact the installation portion 140 as in the above-described embodiment. .
  • the user can easily rotate the operation unit 310 with a thumb, an index finger, or the like, as will be described later.
  • the user holds the contact unit 330 with the palm and the little finger, supports the entire operation device 300, and attaches another finger to the operation unit 310.
  • the contact portion 330 is provided with the vibration portion 120.
  • the vibration part 320 is provided on the distal side of the contact part 330.
  • a vibration device is attached to the vibration unit 320 so as to vibrate in the vibration direction 304 shown in FIG. Further, when the vibration unit 320 vibrates, the contact unit 330 also vibrates, so that the vibration of the vibration unit 320 is transmitted to the palm of the user via the third contact surface 332.
  • cables and the like in the operating device 300 may be routed so as to pass through the inside of the operating device 300 as in the operating device 100 in the first embodiment, or through the outside of the operating device 300. It may be wired.
  • the operating device 300 is mainly composed of four parts as shown in FIG. Specifically, the operation device 300 includes an operation unit 310, a vibration unit 320, a contact unit 330, and an installation unit 340.
  • the operation unit 310 has a shaft portion 313 extending in the longitudinal direction of the operation unit 310 on the distal side.
  • the installation portion 340 is provided to be rotatable along the shaft portion 313 through which the shaft portion 313 is inserted.
  • the direction in which the shaft portion 313 extends, that is, the longitudinal direction of the operation portion 310 is the direction of the rotation axis of the contact portion 330.
  • the floating structure unit according to the second embodiment of the present disclosure includes the vibration unit 320, the contact unit 330, and the installation unit 340.
  • the floating structure according to the second embodiment of the present disclosure is a structure for suppressing the vibration generated by the vibration unit 320 from being transmitted to the force sensor 352.
  • the vibration unit 320, the contact unit 330, and the installation unit 340 have a structure provided on the distal side of the operation unit 310.
  • the center of gravity of the controller device 300 is closer to the distal side gripped by the user, so that the user can stably grip the controller device 300.
  • a shake on the proxy side of the operation unit 310 when the operation device 300 is held and operated is reduced.
  • the contact part 330 is attached to the distal side of the installation part 340 so as to be slidable along the longitudinal direction of the operation part 310.
  • the contact portion 330 includes a fixture 318 (a fixture 318 a and a fixture 318 b) having a smaller cross-sectional shape than a hole 322 in a hole 322 (hole 322 a, hole 322 b, and hole 322 c) provided in the contact portion 330.
  • a fixture 318 c) is inserted and slidably mounted along the fixture 318.
  • the fixing tool 318 is fixed to the hole 316 (The hole 316a, the hole 316b, and the hole 316c) of the installation part 340 shown in FIG. With such a configuration, the contact portion 330 can slide along the fixture 318 when vibrating with the vibrating portion 320.
  • a fixture 318 is inserted into the space inside the spring 319. Thereby, the direction in which the spring 319 expands and contracts and the sliding direction of the contact portion 330 coincide with each other, and the sliding direction of the contact portion 330 can be fixed to one axis.
  • a structure in which the contact part 330 is attached to the installation part 340 via an elastic body and the contact part 330 and the installation part 340 are not in contact is referred to as a floating structure.
  • elastic bodies other than a spring may be used.
  • a spring damper may be used instead of the spring.
  • the rigidity of an elastic body may be made changeable by employ
  • the operation device 300 has a structure in which the operation unit 310 is connected to the installation unit 340 via the bearing 331 and the contact unit 330 is attached to the installation unit 340.
  • the operation unit 310 can rotate along a predetermined rotation axis, and the contact unit 330 can rotate along the predetermined rotation axis independently of the operation unit 310.
  • the operation unit 310 rotates independently of the contact unit 330, the position where the contact unit 330 contacts the palm of the user does not change even when the user rotates the operation unit 310. Therefore, since the user is presented with the vibration from the contact portion 330 to a certain position of the palm, it becomes easier to perceive the change in the strength of the vibration as compared with the case where the contact position is changed.
  • the operation unit 310 can rotate 180 degrees or more from the reference state.
  • the reference state is a first state in which the user holds the contact unit 330 with the palm and the little finger and attaches another finger to the operation unit 310. It is desirable that the operation unit 310 can be rotated more than an angle at which the user can rotate without holding the operation unit 310 again. Therefore, it is desirable that the operation unit 310 can be rotated 90 degrees or more from the reference state. In addition, it is desirable that the operation unit 310 be allowed to be operated by the user to hold the operation unit 310 and rotate it again in the same direction. Therefore, it is desirable that the operation unit 310 can be rotated 180 degrees or more from the reference state. Therefore, since the operation unit 310 can be rotated 180 degrees or more from the reference state, the above-described operation can be realized without having to hold the operation unit 310 again.
  • the operation unit 310 has a cylindrical shape, the user can obtain the same operation feeling by placing the operation unit 310 anywhere on the operation unit 310. In addition, the user does not need to re-hold the operation unit 310 every time an operation is performed. Further, since the contact portion 330 has a truncated cone shape, the user can obtain the same effect as that of the operation portion 310 described above having a columnar shape.
  • parts other than the bearing may be used.
  • a bush may be used instead of a bearing.
  • the vibration part 320 is provided on the distal side of the contact part 330.
  • the screw 312 screw 312 (screw 312a, screw 312b, and screw 312c) is penetrated from the distal side into the hole 325 (hole 325a, hole 325b, and hole 325c) of the vibration part 320.
  • the screw 312 is fixed to the screw hole 326 (screw hole 326a, screw hole 326b, and screw hole 326c) of the contact portion 330.
  • the vibration part 320 is fixedly attached to the distal side of the contact part 330.
  • the contact portion 330 is provided with a vibrating portion 320.
  • the installation part 340 is provided with the contact part 330 via an elastic body.
  • the installation unit 340 is provided in the operation unit 310.
  • the contact portion 330 is slidably fixed to the installation portion 340 by a fixing tool 318 via a spring 319. Therefore, when the contact part 330 and the vibration part 320 vibrate together, at least a part of the vibration is absorbed by the elastic body. Therefore, it is possible to suppress the vibration transmitted from the contact portion 330 to the installation portion 340, and as a result, also suppress the vibration transmitted to the force sensor 352 via the operation unit 310 to which the installation portion 340 is attached. It becomes possible to do.
  • the contact part 330 also vibrates. That is, it can be said that the vibration part 320 vibrates the contact part 330.
  • the vibration unit 320 needs to output according to the mass of the contact unit 330, the larger the mass of the contact unit 330, the larger the output is required. Accordingly, the size of the vibration device used for the vibration unit 320 is also increased. It gets bigger. Therefore, in order to avoid an increase in the size of the vibration device, it is desirable that a light material is used for the material of the contact portion 330.
  • the contact part 330 can be reduced in weight by using POM (PolyOxymethylene) resin.
  • the external configuration example of the operating device 300 according to the second embodiment of the present disclosure has been described above with reference to FIGS. 20 to 25. Next, an operation example according to the second embodiment of the present disclosure will be described.
  • FIG. 26 is an explanatory diagram illustrating a first modification example according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the operating device 300 includes the uniaxial slider 339 and the tip of the support base 337 as shown in FIG. It may be attached to.
  • the user can slide the operating device 300 together with the support base 337 in the direction of movement 338 (that is, the proxy direction or the distal direction). Further, the user can rotate the operation unit 310 in the rotation direction 334.
  • the above-described structure can be applied to, for example, the master device 10 when a catheter insertion operation is performed.
  • the corresponding device on the slave device 50 side performs an operation of inserting the catheter.
  • the operation device 300 can transmit feedback from the operation of the device on the slave device 50 side to the user. For example, when feedback is received from the slave device 50, the motor 335 of the operation device 300 is driven based on the feedback, and the feedback is transmitted to the user such as sliding the support base 337 or rotating the operation unit 310. Can do.
  • the above-described structure may be applied to a game case that can be operated simply by sliding or rotating.
  • FIG. 27 is an explanatory diagram illustrating a second modification example according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the wiring of the operation device 300 such as a cable may be routed so as to pass either inside or outside the operation device 300.
  • the wiring inside the vibration unit 320 and the operation unit 310 may be electrically connected via a slip ring. Good.
  • FIG. 27 is an explanatory diagram illustrating a second modification example according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the slip ring 341 is provided between the proxy side of the contact part 330 and the distal side of the installation part 340. And the said slip ring 341 and the vibration part 320 are electrically connected by the cable 343a.
  • the cable 343 b exiting from the slip ring 341 is passed through the opening 314 provided in the operation unit 310.
  • the force sensor 352 may be a force sensor 352 having an opening that penetrates the proxy side and the distal side.
  • the internal wiring of the vibration unit 320 and the operation unit 310 is electrically connected via the slip ring, the internal cable does not get entangled even when the operation unit 310 rotates. It is possible to prevent the internal cable from being tangled and the cable from being disconnected.
  • FIG. 28 is an explanatory diagram illustrating third and fourth modified examples according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the shape of the third contact surface 332 of the contact portion 330 is not clearly shown, but the third contact surface 332 is a convex portion that protrudes along the rotation direction of the contact portion 330. Or you may have a recessed part depressed along the rotation direction of the contact part 330.
  • the third contact surface 332 includes a convex portion 345 that protrudes along the rotation direction of the contact portion 330.
  • portion of the convex portion 345 may be a concave portion that is depressed along the rotation direction of the contact portion 330.
  • the third contact surface 332 may be provided with a convex portion or a concave portion by making the cross-sectional shape of the contact portion 330 orthogonal to the rotation axis direction of the contact portion 330 a polygon.
  • the third contact surface 332 has a convex portion protruding along the rotation direction of the contact portion 330 or a depressed concave portion, so that when the user grips the operating device 300, the user moves his / her finger to the convex portion. Or it can be hooked into the recess. Therefore, the said convex part or the said recessed part can improve stability when a user hold
  • FIG. 28 is an explanatory diagram illustrating third and fourth modified examples according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the type and position of the force sensor 352 provided in the operation unit 310 are not clearly described.
  • Examples of the type of force sensor 352 include a multi-axis force sensor. More specifically, a 6-axis force sensor may be used as the multi-axis force sensor. Since the 6-axis force sensor is provided inside the operation unit 310, the 6-axis force sensor detects a translational force and a moment when the user moves the operation device 300.
  • the force sensor 352 is desirably located near the center inside the user's hand as shown in FIG. This is because when a force sensor 352 capable of detecting a moment, such as the above-described six-axis force sensor, is provided at the end of the operation unit 310 on the proxy side, an excessive moment acts on a small amount of translational force. This is because the force sensor 352 may be easily broken. In general, the magnitude of the moment at a certain position is proportional to the distance from the fulcrum.
  • the fulcrum and the force sensor 352 become closer to the proximal end of the operation unit 310 from the fulcrum. As the distance between and increases, the magnitude of the moment increases. Therefore, by providing the force sensor 352 near the center inside the user's hand as a fulcrum, the distance between the force sensor 352 and the fulcrum is reduced, and the magnitude of the moment is also reduced, so that the translational force acts as a moment. It becomes difficult.
  • FIG. 29 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the master device 10 according to the embodiment of the present disclosure.
  • Information processing by the master device 10 according to the embodiment of the present disclosure is realized by cooperation of software and hardware described below.
  • the master device 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 901, a ROM (Read Only Memory) 903, and a RAM (Random Access Memory) 905.
  • the master device 10 includes an input device 907, a storage device 909, and a communication device 911.
  • the CPU 901 functions as an arithmetic processing device and a control device, and controls the overall operation in the master device 10 according to various programs. Further, the CPU 901 may be a microprocessor.
  • the ROM 903 stores programs used by the CPU 901, calculation parameters, and the like.
  • the RAM 905 temporarily stores programs used in the execution of the CPU 901, parameters that change as appropriate during the execution, and the like. These are connected to each other by a host bus including a CPU bus.
  • the CPU 901, the ROM 903, and the RAM 905 can realize the function of the signal processing unit 170 described with reference to FIG.
  • the input device 907 includes an input unit for inputting information such as a touch panel, a button, a camera, a microphone, a sensor, a switch, and a lever, and an input control circuit that generates an input signal based on the input by the user and outputs the input signal to the CPU 901. Etc. For example, when the user operates the master device 10 to operate the slave device 50 and the input device 907 acquires data, the user inputs various data to the slave device 50 and instructs the processing operation. To do.
  • the input device 907 can realize the function of the sensor unit 150 described with reference to FIG. 3, for example.
  • the storage device 909 is a device for storing data.
  • the storage device 909 may include a storage medium, a recording device that records data on the storage medium, a reading device that reads data from the storage medium, a deletion device that deletes data recorded on the storage medium, and the like.
  • the storage device 909 includes, for example, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid Storage Drive), or a memory having an equivalent function.
  • the storage device 909 drives a storage and stores programs executed by the CPU 901 and various data.
  • the storage device 909 can realize the function of the storage unit 180 described with reference to FIG. 3, for example.
  • the communication device 911 is a communication interface configured by, for example, a communication device for connecting the master device 10 and the slave device 50.
  • Such communication interfaces include, for example, short-range wireless communication interfaces such as Bluetooth (registered trademark) or ZigBee (registered trademark), wireless LAN (Local Area Network), Wi-Fi (registered trademark), or mobile communication network (LTE). 3G).
  • the communication device 911 may be a wired communication device that performs wired communication.
  • the tactile sense presentation device includes an operation unit operated by a user, a vibration unit that presents vibration of an operation target of the operation unit, a contact unit that transmits vibration to the user, and a contact unit and an operation unit. It has an installation part to be connected.
  • the tactile sense presentation device is configured such that the vibration part is attached to the contact part, the contact part is attached to the installation part via an elastic body, and the installation part is attached to the operation part.
  • the tactile sense presentation device can transmit the vibration generated from the vibration unit to the user via the contact unit, and can reduce the transmission of the vibration to the force sensor included in the master device by the elastic body. Become. Therefore, it is possible to provide a new and improved tactile sense presentation device and tactile sense presentation system capable of reducing noise transmitted to the force sensor.
  • An operation unit operated by a user A vibration unit for presenting vibration of an operation target of the operation unit; A contact part for transmitting the vibration by the vibration part to the user; After the contact part is provided via an elastic body, an installation part connected to the operation part; A tactile sense presentation device.
  • the contact portion has a first contact surface that comes into contact with the user's finger, The tactile sense presentation device according to (1), wherein the vibration unit transmits the vibration to the user's finger through the first contact surface.
  • the installation portion has a second contact surface with which the user's finger contacts, and an opening that penetrates the second contact surface side and the back side of the second contact surface,
  • the tactile sensation presentation device according to (2) wherein the contact portion is provided through the opening from the back side of the second contact surface.
  • the tactile sensation presentation device according to (3) wherein the first contact surface and the second contact surface in the vibration direction of the vibration unit match or substantially match in a state where the vibration unit is stopped.
  • the shortest distance in the vibration direction between the first contact surface and the end of the second contact surface forming the opening is within a range of values corresponding to the amplitude of the vibration portion (4 ) Tactile sense presentation device.
  • the tactile sense presentation device includes: A force sensor for measuring a force input to the operation unit; A signal processing unit for removing a vibration component presented by the vibration unit from the force measured by the force sensor; The tactile presentation device according to any one of (1) to (8), further including: (10) The tactile sense presentation device according to (9), wherein the signal processing unit reduces an influence of vibration noise correlated with the user's force by using an adaptive filter for the vibration. (11) The tactile sense presentation device according to (9) or (10), wherein the signal processing unit corrects the user's force measured by the force sensor by inverse dynamics calculation.
  • the tactile sense presentation device (12) The tactile sense presentation device according to (9), wherein the signal processing unit uses a filter to remove a frequency component other than a frequency component corresponding to a human tactile sense or a predetermined frequency component stored in advance from the vibration. . (13) The operation unit is rotatable along a predetermined rotation axis, The tactile sensation presentation device according to (1), wherein the contact unit is rotatable along the predetermined rotation axis independently of the operation unit. (14) The tactile sense presentation device according to (13), wherein the vibration unit vibrates in a direction corresponding to a direction of the predetermined rotation axis. (15) The tactile sense presentation device according to (13) or (14), wherein the vibration unit, the contact unit, and the installation unit are provided on a distal end side of the operation unit.
  • the outer peripheral surface of the contact portion is a third contact surface
  • an outer periphery on a distal end side of the contact portion is larger than an outer periphery on a proximal end side of the contact portion.
  • the operation unit is capable of rotating by plus or minus 180 degrees or more from a reference state.
  • a tactile sense presentation device that presents a first signal related to the vibration of the operation target received from the slave device to the user as a tactile sensation, and vibration noise estimated based on the first signal is removed from the force applied by the user
  • a first information processing device functioning as a master device for transmitting a second signal to the slave device
  • Second information that functions as the slave device that transmits the first signal measured when driven based on the second signal received from the first information processing device to the first information processing device.
  • a processing device A tactile presentation system.

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Abstract

【課題】力センサに伝達されるノイズを低減することが可能な触覚提示装置を提供する。 【解決手段】ユーザが操作する操作部と、前記操作部の操作対象の振動を提示する振動部と、前記振動部による前記振動を前記ユーザへ伝える接触部と、前記接触部が弾性体を介して設けられた上で、前記操作部に接続される設置部と、を備える、触覚提示装置。

Description

触覚提示装置、及び触覚提示システム
　本開示は、触覚提示装置、及び触覚提示システムに関する。
　近年、内視鏡外科手術を施す際に用いられる外科手術システムとして、患者の体を大きく切開することなく患部へのアプローチを可能とするマスタースレーブ方式のシステムが知られている。かかるシステムでは、医師等の術者（ユーザ）が入力インタフェースを備えたマスター装置を操作すると、マスター装置に設けられた力センサが計測する術者の入力操作の力に応じて、鉗子又は攝子等の医療用術具を備えたスレーブ装置が遠隔操作される。スレーブ装置は、例えば、先端に術具が保持されるアーム装置として構成され、腹腔内において術具の位置又は姿勢を変化させることができる。
　かかるシステムでは、術具が患者に接触した時の触覚が術者に伝達されない場合、術者は、術具が患者に接触していることに気付かず、患者の生体組織に損傷を与える恐れがある。そのため、術具が患者に接触した時の触覚が術者に伝達されることが望ましい。術具が患者に接触した時の触覚を術者に伝達する手法には、例えば、スレーブ装置に触覚を計測するセンサを設け、当該センサが計測した触覚に関する情報をマスター装置側に送信し、振動等により術者へ触覚を伝達する手法がある。これに関連し、下記の特許文献１には、操作状況の表現として、疑似的圧覚・触覚を、ボイスコイルモータ等の振動アクチュータ等の振動を用いて表現する圧覚・触覚提示装置が開示されている。
特開平０８－２５４４７２号公報
　しかし、上述の特許文献１の手法では、マスター装置に圧覚・触覚提示装置を搭載した場合、マスター装置の力センサに振動アクチュエータの振動が伝達されるおそれがある。かかる振動アクチュエータの振動は、マスター・スレーブシステムの制御においてはノイズとなり、悪影響を及ぼす可能性がある。
　そこで、本開示では、力センサに伝達されるノイズを低減することが可能な、新規かつ改良された触覚提示装置、及び触覚提示システムを提案する。
　本開示によれば、ユーザが操作する操作部と、前記操作部の操作対象の振動を提示する振動部と、前記振動部による前記振動を前記ユーザへ伝える接触部と、前記接触部が弾性体を介して設けられた上で、前記操作部に接続される設置部と、を備える、触覚提示装置が提供される。
　また、本開示によれば、スレーブ装置から受信する操作対象の振動に関する第１の信号を触覚としてユーザに提示する触覚提示装置を備え、当該第１の信号に基づき推定される振動ノイズを、前記ユーザが印加した力から除去した第２の信号を、前記スレーブ装置へ送信するマスター装置として機能する第１の情報処理装置と、前記第１の情報処理装置から受信する前記第２の信号に基づき駆動した際に計測する前記第１の信号を、前記第１の情報処理装置へ送信する前記スレーブ装置として機能する第２の情報処理装置と、を有する、触覚提示システムが提供される。
　以上説明したように本開示によれば、力センサに伝達されるノイズを低減することが可能である。
　なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示の実施形態に係る触覚提示システムの概要を示す説明図である。 同実施形態に係るマスター装置の外部構成例を示すブロック図である。 同実施形態に係るマスター装置の内部構成例を示す説明図である。 同実施形態に係る信号処理部の構成例を示すブロック図である。 同実施形態に係る信号処理部の構成例を示すブロック図である。 同実施形態に係る信号処理部の構成例を示すブロック図である。 本開示の第１の実施形態に係る触覚提示装置を示す斜視図である。 同実施形態に係る触覚提示装置の操作例を示す説明図である。 同実施形態に係る触覚提示装置の部分構成例を示す説明図である。 同実施形態に係る触覚提示装置の組み立て例を示す説明図である。 同実施形態に係る触覚提示装置の組み立て例を示す説明図である。 同実施形態に係る触覚提示装置のフローティング構造部の断面図である。 同実施形態に係る触覚提示装置を示す簡略図である。 同実施形態に係る第１の接触面の初期位置の例を示す説明図である。 同実施形態に係る第１の接触面の初期位置の例を示す説明図である。 同実施形態に係る信号処理部の動作例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る第１の変形例を示す説明図である。 同実施形態に係る第１の変形例を示す説明図である。 同実施形態に係る第１の変形例を示す説明図である。 同実施形態に係る第２の変形例を示す説明図である。 本開示の第２の実施形態に係る触覚提示装置を示す斜視図である。 同実施形態に係る触覚提示装置の操作例を示す説明図である。 同実施形態に係る触覚提示装置の部分構成例を示す説明図である。 同実施形態に係る触覚提示装置の組み立て例を示す説明図である。 同実施形態に係る触覚提示装置のフローティング構造部の断面図である。 同実施形態に係る第１の変形例を示す説明図である。 同実施形態に係る第２の変形例を示す断面図である。 同実施形態に係る第３、第４の変形例を示す断面図である。 本開示の実施形態に係る触覚提示装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　なお、説明は以下の順序で行うものとする。
　１．触覚提示システムの概要
　２．本開示の実施形態のマスター装置
　　２．１．マスター装置の外部構成例
　　２．２．マスター装置の内部構成例
　３．第１の実施形態
　　３．１．操作装置の外部構成例
　　３．２．動作例
　　３．３．変形例
　４．第２の実施形態
　　４．１．操作装置の外部構成例
　　４．２．動作例
　　４．３．変形例
　５．ハードウェア構成
　６．まとめ
　＜＜１．触覚提示システムの概要＞＞
　以下では、図１を参照しながら、本開示の実施形態に係る触覚提示システムの概要を説明する。なお、マスタースレーブ方式の医療ロボットシステムを例に、本開示の実施形態に係る触覚提示システムの概要について説明する。
　図１は、本開示の実施形態に係る触覚提示システムの概要を示す説明図である。図１に示すように、当該触覚提示システムは、大きくはマスター装置１０（１０Ｒ及び１０Ｌ）、スレーブ装置５０で構成されている。マスター装置１０は、医師等の術者（以下では、ユーザとも称される）が操作する入力インタフェースを備えた装置である。また、スレーブ装置５０は、マスター装置１０におけるユーザの操作に応じて遠隔操作される鉗子又は攝子等の医療用術具を備えた装置である。
　当該触覚提示システムには、一例としてバイラテラル制御が採用されている。バイラテラル制御とは、マスター装置１０とスレーブ装置５０との間で、入力インタフェースと術具の位置、及び力の状態を一致させるフィードバック制御である。例えば、ユーザが入力インタフェースを操作すると、当該操作に応じて術具は移動する。術具が移動して患者に接触すると、接触した時の力が入力インタフェースにフィードバックされる。
　なお、マスター装置１０とスレーブ装置５０は、任意の通信方式で接続されている。例えば、マスター装置１０とスレーブ装置５０は、有線通信または無線通信によって接続されている。また、例えば、マスター装置１０とスレーブ装置５０は、直接的に通信を行う構成であってもよいし、ネットワーク（または他の装置）を介して通信を行う構成であってもよい。
　（１）マスター装置１０
　マスター装置１０は、スレーブ装置５０の駆動制御、スレーブ装置５０のセンサが計測した振動信号（第１の信号）をユーザへ提示する機能を有する情報処理装置（第１の情報処理装置）である。マスター装置１０は、例えば、受動関節を含む１または２以上の関節と、関節に接続されるリンクとを有する装置（受動関節を含むリンク機構を有する装置）である。なお、受動関節は、モータやアクチュエータなどにより駆動しない関節である。
　図１に示すように、マスター装置１０は、ユーザが把持して操作する操作装置１００（１００Ｒ、及び１００Ｌ）を備えている。当該操作装置１００は、本開示の実施形態に係る触覚提示装置に相当する。また、マスター装置１０には、術野が表示されるモニタ３０が接続され、ユーザが両腕又は両肘を載せる支持台３２が設けられている。なお、マスター装置１０は、右手用のマスター装置１０Ｒ、及び左手用のマスター装置１０Ｌで構成されている。さらに、右手用のマスター装置１０Ｒには右手用の操作装置１００Ｒが備えられ、左手用のマスター装置１０Ｌには左手用の操作装置１００Ｌが備えられている。
　ユーザは、両腕又は両肘を支持台３２上に載せ、右手及び左手でそれぞれ操作装置１００Ｒ、１００Ｌを把持する。この状態で、ユーザは、術野が表示されるモニタ３０を見ながら操作装置１００Ｒ、１００Ｌを操作する。ユーザは、それぞれの操作装置１００Ｒ、１００Ｌの位置及び向きを変位させることにより、スレーブ装置５０に取り付けられた術具の位置又は向きを遠隔操作し、あるいは、それぞれの術具による把持動作を行ってもよい。
　（２）スレーブ装置５０
　スレーブ装置５０は、手術における患者の患部（以下では、対象物とも称される）と、対象物と接触するスレーブ装置５０の部位が接触した際の力及び振動をマスター装置１０へ提示する情報処理装置（第２の情報処理装置）である。スレーブ装置５０は、例えば、マスター装置１０の動きに対応して動くための、１または２以上の能動関節と、能動関節に接続されるリンクとを有する装置（能動関節を含むリンク機構を有する装置）である。なお、能動関節は、モータやアクチュエータなどにより駆動する関節である。
　スレーブ装置５０では、図１に示すアームの先端部分（図１に示すＡ）に、各種センサ（例えば、原点センサや、Ｌｉｍｉｔセンサ、エンコーダ、マイクロフォン、加速度センサなど）が設けられる。また、スレーブ装置５０のアームの先端部分には、力センサ（図１に示すＢ）が設けられる。当該力センサは、アームの先端部分が患者と接触した際に、アームの先端部分に印加される力を計測する。なお、上述した各種センサが備えられる場所は特に限定されず、各種センサは、アームの先端部分の任意の場所に備えられてもよい。
　スレーブ装置５０は、例えば、能動関節の動きを計測するための動きセンサを、能動関節それぞれに対応する位置に備える。上記動きセンサとしては、例えば、エンコーダなどが挙げられる。また、スレーブ装置５０は、例えば、能動関節を駆動させるための駆動機構を、能動関節それぞれに対応する位置に備える。上記駆動機構としては、例えば、モータとドライバとが挙げられる。
　なお、本開示の実施形態は、バーチャルリアリティな環境に適用されてもよい。例えば、マスター装置１０を操作した際に、モニタ３０に仮想的なスレーブ装置５０側の環境を示す映像を映し、ユーザは、当該映像に基づき、マスター装置１０を操作してもよい。
　以上、図１を参照しながら、本開示の実施形態に係る触覚提示システムの概要について説明した。続いて、本開示の実施形態のマスター装置について説明する。
　＜＜２．本開示の実施形態のマスター装置＞＞
　以下では、図２～図６を参照しながら、本開示の実施形態のマスター装置１０についてより詳細に説明する。
　＜２．１．マスター装置の外部構成例＞
　まず、図２を参照しながら、マスター装置１０の外部構成例について説明する。図２は、本開示の実施形態に係るマスター装置１０の外部構成例を示す説明図である。
　図２に示すマスター装置１０は、支持アーム部４０と、本体部２０と、ベース部３４と、操作装置１００とを備える。ベース部３４は、マスター装置１０の基台部分であり、例えばアルミニウム製のフレーム材が組み合わされることで構成されてもよい。ただし、ベース部３４の構成はかかる例に限定されない。ベース部３４には、支持台３２が取り付けられている。ユーザは、支持台３２に肘又は腕を載せた状態で操作装置１００を操作することで、操作の安定性を得ることができる。なお、支持台３２は、ベース部３４に取り付けられていなくてもよく、マスター装置１０の構成要素に含まれていなくてもよい。
　支持アーム部４０は、基端側で本体部２０に支持される。支持アーム部４０の先端側には、操作装置１００が取り付けられている。支持アーム部４０は、第１のアーム部４０ａと、第２のアーム部４０ｂと、第３のアーム部４０ｃと、第４のアーム部４０ｄとを有する。第１のアーム部４０ａ、第２のアーム部４０ｂ、及び第３のアーム部４０ｃのそれぞれの先端側は第４のアーム部４０ｄに連結され、基端側は本体部２０に連結される。本体部２０には、第１のアーム部４０ａ、第２のアーム部４０ｂ、及び第３のアーム部４０ｃと本体部２０との連結部分の回転を制御する３つのモータ３６（１つは不図示）が備えられる。
　第１のアーム部４０ａ、第２のアーム部４０ｂ、及び第３のアーム部４０ｃは、それぞれ複数のリンク部が互いに回動可能に直列に連結されることで構成される。また、第１のアーム部４０ａ、第２のアーム部４０ｂ、及び第３のアーム部４０ｃと、第４のアーム部４０ｄとの連結部分も互いに回動可能に連結されている。さらに、第１のアーム部４０ａ、第２のアーム部４０ｂ、及び第３のアーム部４０ｃと、本体部２０との連結部分も互いに回動可能に連結されている。
　これらの複数のリンク部あるいはアーム部の連結部分が関節部となって、当該関節部を中心に、それぞれのリンク部あるいはアーム部の角度が自由に変化し得る。これにより、支持アーム部４０の先端側に取り付けられた操作装置１００の空間上の位置が自由に変化し得る。また、第４のアーム部４０ｄは、複数のアームが連結されることで構成され、それぞれのアームは、軸回転可能になっている。これにより、支持アーム部４０の先端側に取り付けられた操作装置１００の向きが自由に変化し得る。
　第１のアーム部４０ａ、第２のアーム部４０ｂ、及び第３のアーム部４０ｃと、本体部２０とのそれぞれの連結部分には、各アーム部の回転角度を検出するためのエンコーダが設けられている。また、第４のアーム部４０ｄには、各アームの軸回転角度を検出する複数のエンコーダが設けられている。エンコーダは回転角度を検出するセンサの一例であり、他のセンサに置き換えられてもよい。これらのエンコーダによって検出された回転角度を示す信号は、マスター装置１０が備え、後述される制御部に送信される。
　操作装置１００は、スレーブ装置５０に支持された術具を動作させるための把持インタフェースとして機能する。ユーザが、操作装置１００の位置や向きを変化させることにより、支持アーム部４０の姿勢が変化し、関節部の回転角度やアームの軸回転角度が変化する。操作装置１００と第４のアーム部４０ｄとの接続部分には力センサ１５２が設けられている。かかる力センサ１５２によって、ユーザにより操作装置１００に対して入力される力が検出される。
　なお、関節部の回転角度及びアームの軸回転角度を検出する回転角度センサを含む支持アーム部４０は、従来公知の支持アーム装置を用いて構成し得るものであり、支持アーム部４０の構成についての詳細な説明は省略する。
　以上、図２を参照しながら、本開示の実施形態に係るマスター装置１０の外部構成例について説明した。
　＜２．２．マスター装置の内部構成例＞
　次に、図３～図６を参照しながら、本開示の実施形態のマスター装置１０の内部構成例について説明する。図３は、本開示の実施形態に係るマスター装置１０の内部構成例を示すブロック図である。図３に示すように、マスター装置１０は、振動部１２０、センサ部１５０、制御部１６０で構成される。
　（１）振動部１２０
　振動部１２０は、操作装置１００の操作対象の振動を提示するための振動装置であり、操作装置１００に備え付けられる。例えば、振動部１２０は、操作対象がオブジェクトに触れることで発生する振動に基づく信号処理部１７０からの入力に応じて振動する。なお、本開示の第１の実施形態では、振動部１２０としてボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Ｖｏｉｃｅ　Ｃｏｉｌ　Ｍｏｔｏｒ）式の振動アクチュエータが用いられているが、他の振動装置であってもよい。例えば、振動装置として、ＬＲＡ（Ｌｉｎｅａｒ　Ｒｅｓｏｎａｎｔ　Ａｃｔｕａｔｏｒ）、または圧電素子が用いられてもよい。
　（２）センサ部１５０
　センサ部１５０は、スレーブ装置５０の駆動制御及び力覚提示を行うための情報を計測する機能を有する。例えば、センサ部１５０は、力センサ１５２（トルクセンサ）、回転角度センサを備える。図２を参照して上記説明したように、力センサ１５２は、例えば、支持アーム部４０と、当該支持アーム部４０の先端に取り付けられた操作装置１００との接続部分に設けられて、互いに直交する３軸方向に作用する力を計測する。つまり、力センサ１５２は、ユーザによって操作装置１００に入力される力を計測する。また、回転角度センサは、支持アーム部４０の複数の関節部に設けられ、各関節部の回転角度を計測する。回転角度センサは、例えば、エンコーダであってもよい。
　なお、力センサ１５２は、ユーザが操作装置１００を操作した際に印加されるユーザの力の計測を試みる。しかし、力センサ１５２が計測する力は、ユーザの力以外に、操作装置１００の自重により生じる重力と操作装置１００が動くことにより生じる慣性力が含まれる。また、力センサ１５２が計測する力には、振動部１２０が発生させる振動がノイズとして含まれる場合もある。上述のように、ユーザの力以外に、重力、慣性力、またはノイズの少なくともいずれかを含む、力センサ１５２が計測した力は、以下では外力とも称される。また、以下では、外力にはユーザの力、重力、慣性力、及びノイズが含まれるものとして、本開示の実施形態を説明する。
　上述のようにしてセンサ部１５０が計測した情報は、制御部１６０に出力される。
　（３）制御部１６０
　制御部１６０は、スレーブ装置５０の動作を制御する機能を有する。例えば、制御部１６０は、マスター装置１０に備えられたエンコーダにより検出される回転角度の情報に基づき、スレーブ装置５０のアームの姿勢を制御して、スレーブ装置５０に支持された術具の位置や向きを変化させる。このとき、制御部１６０は、スレーブ装置５０の術具に対して作用する外力を検出し、当該外力に基づいて３つのモータ３６（１つは不図示）を駆動制御することによりユーザによって操作される操作装置１００の動きに対して反力を付与し、ユーザに対して、操作装置１００の移動動作に対する力覚を提示する。
　また、制御部１６０は、ユーザが操作装置１００の把持動作を行うことにより、操作装置１００から把持動作の操作量を示す信号を取得し、当該信号に基づいて、スレーブ装置５０に取り付けられた術具に把持動作を行わせる。このとき、制御部１６０は、スレーブ装置５０に取り付けられた術具の把持動作時に対する反力を検出し、当該反力に基づいて操作装置１００に備えられた図示しないモータを駆動制御することによって、ユーザに対して、操作装置１００の把持動作に対する力覚を提示してもよい。
　また、制御部１６０は、スレーブ装置５０で計測された振動をユーザへ伝達する処理を制御する機能を有する。当該処理を実現するために、本開示の実施形態に係る制御部１６０は、図３に示すように、信号処理部１７０、記憶部１８０、上位制御部１９０を備える。
　（信号処理部１７０）
　信号処理部１７０は、スレーブ装置５０から受信した信号に基づき振動部１２０の振動を制御する機能を有する。例えば、信号処理部１７０は、スレーブ装置５０のセンサが計測した振動信号を後述する上位制御部１９０を介して受信し、当該振動信号からノイズを除去する信号処理を行い、処理後の振動信号に基づき振動部１２０を振動させる制御を行う。
　また、信号処理部１７０は、センサ部１５０が計測した力に対応する力を上位制御部１９０へ出力する処理を制御する機能を有する。例えば、信号処理部１７０は力センサ１５２が計測する外力から、振動部１２０により提示される振動の成分を除去する。
　ここで、図４～図６を参照しながら、本開示の実施形態の信号処理部１７０の構成例について説明する。図４～図６は、本開示の実施形態に係る信号処理部１７０の構成例を示すブロック図である。上述の機能を実現するために、本開示の実施形態に係る信号処理部１７０は、図４に示すように、帯域制限部１７１、ＤＲＩ（ＤＲＩＶＥＲ）１７２、Ａ／Ｄ１７３、逆動力学演算部１７４、ノイズ推定部１７５、加算器１７８、加算器１７９を備える信号処理回路として構成される。
　・帯域制限部１７１
　帯域制限部１７１は、入力信号から特定の帯域を除去する機能を有する。例えば帯域制限部１７１は、フィルタを用いて、マスター装置１０の力センサ１５２に振動ノイズとして影響するおそれのある低周波成分の除去や、ユーザが触覚として感知しない音などの振動に対応する周波数成分、またはあらかじめ記憶している所定の周波数成分を振動信号から除去する。より具体的には、帯域制限部１７１は、入力信号をフィルタに通すことで、所定の周波数帯域成分を除去する。より具体的には、例えば、帯域制限部１７１は、低域の信号を遮断して高域の信号のみを通すハイパスフィルタ（ＨＰＦ：Ｈｉｇｈ－Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ）を用いて、所定の周波数以下の振動信号を遮断することで、入力信号から特定の帯域を除去する。ここでの所定の周波数とは、マスター装置１０の力センサ１５２に振動ノイズとして影響するおそれのある低周波成分の下限値である。例えば、所定の周波数は、３０Ｈｚ程度であってもよい。なお、上記の所定の周波数は、記憶部１８０にあらかじめ登録されてもよい。
　また、帯域制限部１７１は、例えば、高域の信号を遮断して低域の信号のみを通すローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ－Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ）を用いて、所定の周波数以上の振動信号を遮断することで、入力信号から特定の帯域を除去してもよい。ここでの所定の周波数とは、ユーザが触覚として感知可能な周波数の上限値である。例えば、所定の周波数は、７００Ｈｚ程度であってもよい。また、所定の周波数は、ユーザの年齢、性別、皮膚の状態、及び手袋を装着しているか否か等に応じて制御されてもよい。なお、上記の所定の周波数は、記憶部１８０にあらかじめ登録されてもよい。
　また、帯域制限部１７１は、例えば、あらかじめ記憶している所定の周波数成分を振動信号から除去する。より具体的に、記憶部１８０があらかじめ所定の周波数成分に対応する周波数を記憶しておき、帯域制限部１７１は、当該周波数に対応する周波数成分が入力された場合、入力信号から当該周波数成分を除去する。そして、帯域制限部１７１は、特定の帯域を除去した入力信号をＤＲＩ１７２、及びノイズ推定部１７５に出力する。
　このように、帯域制限部１７１が特定の帯域を除去することで、触覚に対応しない周波数領域の振動やあらかじめ周波数がわかっている振動を、マスター装置１０に設けられた振動部１２０から出力されることが防止される。
　なお、帯域制限部１７１が用いるフィルタは、ＨＰＦ又はＬＰＦに限定されず、任意のフィルタであってもよい。また、帯域制限部１７１が特定の帯域を除去する方法は、フィルタを用いる方法に限定されず、任意の方法であってもよい。
　・ＤＲＩ１７２
　ＤＲＩ１７２は、駆動回路であり、入力された信号に基づいてマスター装置１０の振動部１２０を駆動させる機能を有する。例えば、ＤＲＩ１７２は、帯域制限部１７１から入力された特定の帯域除去後の振動信号に基づき、振動部１２０を振動させる。これにより、スレーブ装置５０で検出された触覚に対応する振動が振動部１２０により生成され、術具に生じた触覚振動がユーザに対して伝達される。
　・Ａ／Ｄ１７３
　Ａ／Ｄ１７３は、アナログ－デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）であり、アナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有する。例えば、Ａ／Ｄ１７３は、センサ部１５０の力センサ１５２から入力信号を受信し、アナログ信号からデジタル信号に変換し、変換後の振動信号を加算器１７８へ出力する。なお、Ａ／Ｄ１７３は、力センサ１５２からユーザの力、重力、慣性力、ノイズを含む外力（以下では、力＋重力＋慣性力＋ノイズとも表現される）を入力信号として受信する。
　・逆動力学演算部１７４
　逆動力学演算部１７４は、マスター装置１０の動作情報に対して逆動力学演算を行う機能を有する。ここで、動作情報とは、マスター装置１０が備える動きセンサの計測結果のことである。例えば、逆動力学演算部１７４は、力センサ１５２が計測した力を逆動力学演算により補正する。上述したように、力センサ１５２が計測した力は、ユーザの力以外に重力、慣性力、またはノイズの少なくともいずれかが含まれる外力である。したがって、力センサ１５２が計測した力は、正確なユーザの力を示すとは言い難い。そこで、逆動力学演算部１７４は、逆動力学演算により、当該重力、及び当該慣性力を求めることができるため、力センサ１５２が計測した力から、より正確なユーザの力を算出することができる。
　ここで、逆動力学演算について説明する。逆動力学演算部１７４は、マスター装置１０に備えられた動きセンサの計測結果（即ち、動作情報）である（θ，θ’，θ’’）に対して、逆動力学演算を行う。ここで、（θ，θ’，θ’’）は、（関節の角度，関節の角速度，関節の角加速度）を示している。一般的に、本開示の実施形態のマスター装置１０のようなロボットの動力学は、下記の数式１で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、上記数式１の左辺は、ロボットにおける各関節のトルク値を示している。また、上記数式１の右辺の第一項、第二項、および第三項は、慣性項、遠心力・コリオリ力項、および重力項をそれぞれ示している。
　逆動力学演算部１７４は、逆動力学演算を利用した手法により、力センサ部に仮想関節を設けることで力センサ部にかかる重力・慣性力を計算し、外力から減算することで、より正確なユーザの力を算出する。
　なお、本開示の実施形態では、逆動力学演算部１７４は、逆動力学演算により操作装置１００の自重により生じる重力を計算し、当該重力を加算器１７８へマイナス値として出力する。また、逆動力学演算部１７４は、操作装置１００が動くことにより生じる慣性力を計算し、当該慣性力を加算器１７８へマイナス値として出力する。
　・ノイズ推定部１７５
　ノイズ推定部１７５は、入力された信号に基づきノイズを推定する機能を有する。例えば、ノイズ推定部１７５は、帯域制限部１７１から入力された特定の帯域除去後の振動信号に基づき、力センサ１５２が計測した外力に含まれる、振動部１２０の振動によるノイズを推定する。
　ノイズ推定部１７５は、予め推定した伝達関数Ｈ（ω）に基づき、ノイズを推定してもよい。例えば、図５に示すノイズ推定部１７５－１は、予め操作装置１００の伝達関数Ｈ（ω）をシステム同定によって求めておく。そして、ノイズ推定部１７５－１は、当該伝達関数Ｈ（ω）と帯域制限部１７１から入力された振動信号に基づき、力センサ１５２が計測した外力に含まれる振動部１２０の振動によるノイズを推定する。ここで、伝達関数（Ｈ）は、入力と出力の関係を示す関数である。
　また、ノイズ推定部１７５は、帯域制限部１７１から入力された振動信号に対して適応フィルタを用いることで、外力に含まれるノイズを推定してもよい。ここで、図６を参照しながら、ノイズ推定部１７５が適応フィルタを用いる場合のノイズ推定について説明する。図６は、信号処理部１７０がノイズ推定部１７５としてＡＤＦ（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｆｉｌｔｅｒ：適応フィルタ）を用いたノイズ推定部１７５－２の例を示している。また、図６に示す信号処理部１７０は、ノイズ推定部１７５－２のＡＤＦとしてフィードバック回路であるＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタを用いているとする。ここで、適応フィルタは、伝達関数（Ｈ）を自己適応させるフィルタである。
　ノイズ推定部１７５－２は、帯域制限部１７１から入力された振動信号に基づき推定したノイズを加算器１７９に出力する。当該ノイズを入力された加算器１７９は、加算器１７８の加算結果と当該ノイズを用いて加算を行い、加算結果を出力する。そして、当該加算結果に応じたエラー信号がフィードバック回路によりノイズ推定部１７５－２にフィードバックされ、ノイズ推定部１７５－２のＡＤＦは、当該フィードバックに基づき、エラーが小さくなるように伝達関数（Ｈ）を調整することができる。
　そして、ノイズ推定部１７５は、上述のいずれかの方法で推定したノイズを加算器１７９へマイナス値として出力する。
　・加算器１７８、加算器１７９
　加算器１７８、及び加算器１７９は、加算を行う演算器である。例えば、加算器１７８、及び加算器１７９は、入力された複数の値に基づき、加算を行う。具体的に、加算器１７８は、Ａ／Ｄ１７３から入力された外力（力＋重力＋慣性力＋ノイズ）に、逆動力学演算部１７４からマイナス値として入力された重力と慣性力を加算する。そして、加算器１７８は、加算により算出された外力（力＋ノイズ）を加算器１７９へ出力する。
　また、加算器１７９は、加算器１７８から入力された外力（力＋ノイズ）に、ノイズ推定部１７５からマイナス値として入力されたノイズを加算する。そして、加算器１７９が加算により算出した外力（力）を、制御部１６０は、信号（第２の信号）として上位制御部１９０へ出力する。
　（記憶部１８０）
　記憶部１８０は、マスター装置１０に関する情報を記憶するための装置である。例えば、記憶部１８０は、信号処理部１７０の処理において出力されるデータや、各種アプリケーション等のデータを記憶する。
　（上位制御部１９０）
　上位制御部１９０は、スレーブ装置５０の動作の制御に関する機能を有する。例えば、上位制御部１９０は、スレーブ装置５０のセンサが計測した振動信号をスレーブ装置５０から受信し、当該駆動信号を信号処理部１７０の帯域制限部１７１へ出力する。また、上位制御部１９０は、信号処理部１７０が駆動信号に基づき算出した信号を信号処理部１７０の加算器１７９から入力され、当該信号に応じてスレーブ装置５０を駆動させる。
　以上、図３～図６を参照しながら、本開示の実施形態に係るマスター装置１０の内部構成例について説明した。
　以上、図２～図６を参照しながら、本開示の実施形態のマスター装置１０について説明した。続いて、第１の実施形態について説明する。
　＜＜３．第１の実施形態＞＞
　第１の実施形態では、同実施形態に係る触覚提示装置である操作装置１００として、スタイラス型の把持インタフェースを用いる例について説明する。
　＜３．１．操作装置の外部構成例＞
　以下では、図７～図１５を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る操作装置１００の外部構成例について説明する。
　＜３．１．１．全体構成例＞
　まず、図７、図８を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る操作装置１００の全体構成例について説明する。図７は、本開示の第１の実施形態に係る触覚提示装置を示す斜視図である。図８は、本開示の第１の実施形態に係る触覚提示装置の操作例を示す説明図である。
　図７に示す操作装置１００は、内部にモータ及びエンコーダを収容する筐体１０１を有する。筐体１０１は、ユーザが把持しやすいように、全体として長尺の棒状の外形を有する。すなわち、操作装置１００は、いわゆるスタイラス型の把持インタフェースとなっている。かかる操作装置１００は、先端側において、マスター装置１０の第４のアーム部４０ｄに取り付けられる。操作装置１００の先端側と第４のアーム部４０ｄとの接続部分には、力センサ１５２が設けられている。
　筐体１０１の後端側には回転軸部材１５１が設けられている。回転軸部材１５１の両端は、軸受部１５５及び筐体１０１により支持されている。回転軸部材１５１には、フレーム部としてのマスタフレーム１０８が回転軸部材１５１を中心に回動自在に連結されている。
　マスタフレーム１０８は、操作装置１００の一側面側に、操作装置１００の長手方向に沿って配置された長尺の部材であり、回転軸部材１５１の軸方向に対して交差する方向に沿って延在する。マスタフレーム１０８の先端側の適宜の位置には、マスタフレーム１０８の回転方向に対して交差し、かつ、操作装置１００の長手方向に沿って延在する面を有する設置部１４０が設けられている。設置部１４０は、孔１１４（孔１１４ａ、孔１１４ｂ、及び孔１１４ｃ）を介して、ネジ、またはボルト等の固定手段を用いてマスタフレーム１０８に取り付けられている。
　設置部１４０の表側の面は、ユーザの指が接触する第２の接触面１０５である。第２の接触面１０５は、ユーザの指の形に適合しやすいように、アーチ状に凹んだ形状を有する。ユーザは、図８に示すように、筆記用のペンを握るようにして操作装置１００を把持し、その際に、例えば人差し指を第２の接触面１０５に当てて押し込むことで、マスタフレーム１０８を回動させることができる。なお、第２の接触面１０５が設けられる面は、設置部１４０のうち押し込み方向と逆方向の面とも捉えられる。
　また、設置部１４０の近傍には振動部１２０が設けられている。具体的に、振動部１２０は、接触部１３０を介して設置部１４０の裏側に設けられている。また、接触部１３０は、ユーザの指が接触する第１の接触面１１１を有している。よって、ユーザの指が当該第１の接触面に接している時に振動部１２０が振動すると、振動部１２０の振動は、第１の接触面１１１を介してユーザの指に伝達される。なお、第１の接触面１１１は、第２の接触面１０５に接触しているユーザの指のうち、第２の接触面１０５に接触していない部位に接触する。典型的には、第１の接触面１１１には人差し指の腹が接触し、第２の接触面１０５には人差し指の腹以外の部位が接触する。よって、接触部１３０は、第１の接触面１１１と部分的に接触しているユーザの指の部位に対して、振動部１２０が発生させた振動を伝達する。
　上述のようにして、スレーブ装置５０の術具に作用する触覚振動に対応する振動を振動部１２０が発生させ、当該振動は、接触部１３０の第１の接触面１１１を介してユーザに対して提示される。
　また、マスタフレーム１０８の先端側には、マスタフレーム１０８の回転方向に向かって延在するレール部１２３が設けられている。レール部１２３は、略円弧状の外形を有し、マスタフレーム１０８の回動に伴って、レール部１２３の延在方向に沿って回動する。すなわち、レール部１２３は、回転軸部材１５１を中心に回転する。
　また、レール部１２３上に配設されるワイヤ１３５は、動力を伝達する部材として機能し、モータにより生成される駆動トルクが、ワイヤ１３５を介して、レール部１２３に伝達される。一方、レール部１２３の回動に伴って、レール部１２３の回転トルクが、ワイヤ１３５を介して、モータにも伝達され得る。
　また、ワイヤ１３５の端部は、レール部１２３に設けられた孔を介して、レール部１２３に固定されたスプリング１２４の一端に固定される。これにより、スプリング１２４の弾性力を利用してワイヤ１３５に張力が付与され、レール部１２３上でのワイヤ１３５の弛みを抑制することができる。スプリング１２４は、ワイヤ１３５に張力を付与するための構成の一例であって、他の張力発生部が採用されてもよい。
　上述のように、操作装置１００と支持アーム部４０の第４のアーム部４０ｄとの接続部分には、力センサ１５２が設けられている。力センサ１５２は、ユーザによって操作される操作装置１００に対して入力される３方向６軸成分の力及び捻じれを検出する６軸力センサであってもよい。力センサ１５２は、操作装置１００に対して並進力あるいは捻じり方向の力が付与されたときに、当該力のモーメントに対応する出力を生成する。スレーブ装置５０の術具の位置及び向きを力制御する場合、上述の制御部１６０は、力センサ１５２によって操作装置１００に入力された力モーメントを検出し、当該力モーメントに基づいてスレーブ装置５０のアームの姿勢を制御する。これにより、スレーブ装置５０に取り付けられた術具の位置及び向きをスムーズに制御することができる。
　かかる操作装置１００において、モータ及びエンコーダは、それぞれ図示しないケーブル等により、上述の制御部１６０に電気的に接続される。操作装置１００に入力される力を検出する力センサ１５２も、制御部１６０に電気的に接続される。また、振動部１２０も、制御部１６０に電気的に接続される。これにより、エンコーダ及び力センサ１５２の検出信号が制御部１６０に出力されるとともに、制御部１６０からモータに対して駆動信号が入力される。また、制御部１６０の駆動回路から振動部１２０に対して駆動信号が入力される。
　なお、上述のケーブル等は、操作装置１００の内部を通るように配線されもよいし、操作装置１００の外部を通るように配線されてもよい。
　以上、図７、図８を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る操作装置１００の全体構成例について説明した。続いて、本開示の第１の実施形態に係るフローティング構造について説明する。
　＜３．１．２．フローティング構造部の構成例＞
　以下では、図９～図１３を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る触覚提示装置のフローティング構造部の構成例について説明する。図９は、本開示の第１の実施形態に係る触覚提示装置の部分構成例を示す説明図である。図１０は、設置部１４０の表側から見た本開示の第１の実施形態に係る触覚提示装置の組み立て例を示す説明図である。図１１は、設置部１４０の裏側から見た本開示の第１の実施形態に係る触覚提示装置の組み立て例を示す説明図である。図１２は、本開示の第１の実施形態に係る触覚提示装置の切断線Ｉにおけるフローティング構造部の断面図である。本節において、表側とは、マスタフレーム１０８の押し込み方向と逆方向の側である。また、裏側とは、マスタフレーム１０８の押し込み方向の側である。
　本開示の第１の実施形態に係る操作装置１００は、図９に示すように、大きく４つの部で構成されている。具体的に、操作装置１００は、操作部１１０、振動部１２０、接触部１３０、設置部１４０で構成されている。本開示の第１の実施形態に係るフローティング構造部は、振動部１２０、接触部１３０、及び設置部１４０で構成される。本開示の第１の実施形態に係るフローティング構造は、当該振動部１２０で生成される振動が力センサ１５２に伝達することを抑制するための構造である。
　操作部１１０は、操作装置１００におけるユーザが操作する部である。なお、上述した筐体１０１、及び回転軸部材１５１を中心に回動するマスタフレーム１０８が、本開示の第１の実施形態における操作部に相当する。また、図７に示したように操作部１１０の筐体１０１の先端側には力センサ１５２が接続される。ユーザが操作部１１０を把持して操作することで、力センサ１５２は、操作部１１０に入力されるユーザの力を計測する。
　設置部１４０は、ユーザの指が接触する部である。設置部１４０は、図１０に示す孔１１４（孔１１４ａ、孔１１４ｂ、及び孔１１４ｃ）の各々の孔を介して、ボルト１１５（ボルト１１５ａ、ボルト１１５ｂ、及びボルト１１５ｃ）によりマスタフレーム１０８に取り付けられている。設置部１４０は、上述したように、ユーザの指が接触する第２の接触面１０５を有する。また、設置部１４０は、図９に示すように、ユーザの指が接触する第２の接触面１０５、及び第２の接触面１０５側と第２の接触面の裏側とを貫通する開口部１０７を有する。
　なお、開口部１０７の形状は、図９に示す円形に限定されない。例えば、開口部１０７の形状は、四角形等の多角形であってもよい。また、開口部１０７は、図９に示すように設置部１４０の中央付近だけではなく、設置部１４０の中央付近から外周に達するまでが開口部１０７となっていてもよい。
　接触部１３０は、振動部１２０により発生した振動をユーザに伝達する部である。接触部１３０は、ユーザの指に接触する第１の接触面１１１を有する。接触部１３０は、第１の接触面１１１により、ユーザの指に直接的に振動を伝達することができる。図１２に示すように、設置部１４０に設けられた開口部１０７には、接触部１３０の凸部が第２の接触面１０５の裏側から挿通される。かかる凸部のうち、設置部１４０の表側（即ち、第２の接触面１０５が設けられた側）でユーザの指と接触する部分の表面が、第１の接触面１１１である。このような構成により、第１の接触面１１１と第２の接触面１０５とが共にユーザの同一の指に接触することとなる。従って、ユーザが、第２の接触面１０５を指で押し込んでマスタフレーム１０８を回動させる動作を行った際に、第２の接触面１０５を押し込んだ指に、振動部１２０により発生した振動が伝達される。これにより、例えば鉗子で物をつかむ際に触覚が鉗子を操作する指に伝達されることと、同等のフィードバックを実現することができる。
　接触部１３０は、設置部１４０の裏側に、滑動可能に配置される。具体的に、接触部１３０は、接触部１３０に設けられた孔１２２（孔１２２ａ、孔１２２ｂ、及び孔１２２ｃ）に、孔１２２より小さい断面形状を有する柱状の固定具１１８（固定具１１８ａ、固定具１１８ｂ、及び固定具１１８ｃ）が挿通されて、固定具１１８に沿って滑動可能に配置される。固定具１１８は、図１０に示す設置部１４０の表側の孔１１６（孔１１６ａ、孔１１６ｂ、及び孔１１６ｃ）から挿通されたネジ１１７（ネジ１１７ａ、ネジ１１７ｂ、及びネジ１１７ｃ）により、設置部１４０に固定される。このような構成により、接触部１３０は、振動部１２０と共に振動する際に、固定具１１８に沿って滑動することが可能となる。
　ここで、接触部１３０は、設置部１４０と直接接触しないように、弾性体を介して設置部１４０に取り付けられる。例えば、図１２に示すように、接触部１３０は、孔１２２ｃに関して、弾性体である２つのばね１１９（ばね１１９ａ、及び１１９ｂ）により挟持された状態で、設置部１４０に取り付けられる。より具体的に、ばね１１９ａは、接触部１３０の第１の接触面１１１がある表側と設置部１４０の裏側（第２の接触面１０５とは反対側の面）との間に取り付けられる。また、ばね１１９ｂは、接触部１３０の裏側（第１の接触面１１１とは反対側の面）と固定具１１８ｃの頭部との間に取り付けられる。図示しない孔１２２ａ及び孔１２２ｂについても同様である。このような構成により、接触部１３０と振動部１２０とが共に振動する際に、振動の少なくとも一部が弾性体により吸収される。よって、接触部１３０から設置部１４０に伝達される振動を抑制することが可能となり、その結果、当該設置部１４０が取り付けられた操作部１１０を介して力センサ１５２に伝達される振動をも抑制することが可能となる。
　なお、接触部１３０には、アルミやマグネシウム等の軽量部品が用いられることが望ましい。接触部１３０に軽量部品が用いられることで、接触部１３０の自重が力センサ１５２の計測値に与える影響が軽減され、さらに振動部１２０が振動させる質量が小さくなることにより、振動部１２０として用いるアクチュエータの小型化が可能である。
　ばね１１９の内側の空間に固定具１１８が挿通されている。これにより、ばね１１９が伸縮する方向と接触部１３０の滑動方向とが一致することとなり、接触部１３０の滑動方向を１軸に固定することができる。また、接触部１３０は、ユーザの指が第１の接触面１１１に触れた際に、滑動することでユーザの指になじむように位置を変更することが可能となる。
　なお、弾性体の数は、上述の例で用いた数に限定されず、任意の数の弾性体が用いられてもよい。例えば、上述の孔１２２ｃでは２つのばね１１９が用いられているが、設置部１４０と接触部１３０を直接ばねで接続することで、１つのばね１１９だけが用いられてもよい。図示しない孔１２２ａ及び孔１２２ｂについても同様にした場合、全体で３つのばね１１９が用いられることとなる。また、孔１２２ごとに１つのばねでなく、接触部１３０、及び設置部１４０の全体で１つのばね１１９が用いられてもよい。また、弾性体は、接触部１３０と接触するように、接触部１３０の凸部の周辺にバランスよく配置されていることが好ましい。例えば、２つの弾性体が接触部１３０の凸部を挟んで対向する位置に１つずつ配置されるとよい。弾性体がバランスよく配置されていることで、接触部１３０が傾かずに安定して設置される。そして、ユーザが接触部１３０の凸部を設置部１４０の裏側方向に押し込んだ際に、接触部１３０は、傾かずに並進することができる。
　また、弾性体は上述のばねに限定されず、任意の弾性体が用いられてもよい。例えば、弾性体として、ゴム、または柔軟素材等が用いられてもよい。
　なお、接触部１３０の取り付けに用いられる孔１２２は、孔１２２ｄを含めた４つの孔１２２が存在するが、当該４つの孔１２２のうちの少なくとも２つが用いられればよい。例えば、接触部１３０の凸部を挟んで対向する２つの孔１２２が用いられればよい。具体的に、孔１２２ａと孔１２２ｃの組み合わせ、または孔１２２ｂと孔１２２ｄの組み合わせの２つの孔１２２が用いられればよい。このように、４つの孔１２２の内、接触部１３０の凸部を挟んで対向する２つの孔１２２が用いられることで、接触部１３０は安定して設置される。
　上述のように、接触部１３０が弾性体を介して設置部１４０に取り付けられ、接触部１３０と設置部１４０が非接触である構造は、フローティング構造と称される。なお、接触部１３０が弾性体を介して設置部１４０に取り付けられることにより、接触部１３０と操作部１１０は非接触であるため、接触部１３０と操作部１１０とは分離している。
　振動部１２０は、接触部１３０の第１の接触面の裏側に設けられる。具体的に、図１１に示すネジ１１２（ネジ１１２ａ、ネジ１１２ｂ、及びネジ１１２ｃ）が、図９に示す振動部１２０の孔１２５（孔１２５ａ、孔１２５ｂ、及び孔１２５ｃ）に裏側から貫通される。そして、当該ネジ１１２は、接触部１３０のネジ穴１２６（ネジ穴１２６ａ、ネジ穴１２６ｂ、及びネジ穴１２６ｃ）に固定される。このようにして、振動部１２０は、接触部１３０の裏側に固定して取り付けられる。
　また、振動部１２０は、弾性体が伸縮する方向と対応する方向に振動する。例えば、振動部１２０は、弾性体が伸縮する方向と一致又は略一致する方向に振動する。具体的に、振動部１２０は、図１２に示す振動方向１２１の方向に振動する。当該振動方向１２１は、図１２に示す弾性体であるばね１１９ａ、及びばね１１９ｂが伸縮する方向と一致する。典型的には、弾性体による振動吸収能力は、弾性体に加えられる力の方向が伸縮方向と一致するほど高く発揮される。そのため、振動部１２０が、弾性体が伸縮する方向と一致又は略一致する方向に振動することにより、弾性体は、振動部１２０による振動を、効率的に吸収することが可能となる。
　ここで、図１３を参照しながら上記説明したフローティング構造についてまとめる。図１３は、本開示の第１の実施形態に係る触覚提示装置を示す簡略図である。なお、図１３では、操作部１１０と設置部１４０は、１つにまとめて図示されている。接触部１３０には振動部１２０が設けられる。設置部１４０には、当該接触部１３０が弾性体（ばね１１９ａ～１１９ｄ）を介して設けられる。そして、当該設置部１４０は、操作部１１０に設けられる。これにより、振動部１２０が振動すると、振動部１２０から生じる振動が接触部１３０に伝達し、接触部１３０も共に振動する。さらに、接触部１３０の第１の接触面１１１にユーザの指１３１が接触している場合、接触部１３０から生じる振動は、第１の接触面１１１を介して、ユーザの指に伝達される。
　また、接触部１３０は、固定具１１８（固定具１１８ａ、及び固定具１１８ｂ）により、設置部１４０に固定具１１８に沿って滑動可能に配置される。また、接触部１３０は、固定具１１８ａに関しては、弾性体（ばね１１９ａ、及びばね１１９ｂ）により挟持された状態で、設置部１４０に取り付けられる。また、接触部１３０は、固定具１１８ｂに関しては、弾性体（ばね１１９ｃ、及びばね１１９ｄ）により挟持された状態で、設置部１４０に取り付けられる。したがって、接触部１３０と振動部１２０とが共に振動する際に、振動の少なくとも一部が弾性体により吸収される。よって、接触部１３０から設置部１４０に伝達される振動を抑制することが可能となり、その結果、当該設置部１４０が取り付けられた操作部１１０を介して力センサ１５２に伝達される振動をも抑制することが可能となる。
　以上、図９～図１３を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る触覚提示装置のフローティング構造部の構成例について説明した。続いて、本開示の第１の実施形態に係る第１の接触面の初期位置について説明する。
　＜３．１．３．第１の接触面の初期位置＞
　以下では、図１４、図１５を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る第１の接触面の初期位置について説明する。図１４、及び図１５は、本開示の第１の実施形態に係る第１の接触面の初期位置の例を示す説明図である。
　上述の構成では、例えば、図１２に示す振動方向１２１の方向に振動部１２０が振動する場合、接触部１３０も振動方向１２１の方向に振動する。この時、振動部１２０の振幅の大きさ、及び接触部１３０の取り付け位置によって、接触部１３０の第１の接触面１１１がユーザの指に接触しない可能性がある。よって、上述の構成を実現するにあたり、振動部１２０の振幅を考慮した上で、接触部１３０の第１の接触面の初期位置が設定されるとよい。初期位置とは、振動部１２０が停止（即ち、静止）した状態における、第１の接触面１１１の位置である。換言すると、初期位置は、接触部１３０を設置部１４０に取り付けた際の第１の接触面１１１の位置である。
　例えば、第１の接触面１１１は、振動部１２０が停止した状態で、振動部１２０の振動方向における第１の接触面１１１と第２の接触面１０５とは一致又は略一致する位置にあるとよい。第２の接触面１０５と一致する位置は、例えば、設置部１４０の表側（第２の接触面側）にある開口部１０７の縁と、振動方向１２１に対して一致する位置である。開口部１０７の縁は、開口部１０７を形成する第２の接触面１０５の端部である。より具体的に、図１４に示す例の場合、第２の接触面１０５と一致する位置は、第２の接触面１０５ａの端部１２７ａ、または第２の接触面１０５ｂの端部１２７ｂと、振動方向１２１に対して一致する位置のことである。ユーザの指１３１が第２の接触面１０５に接触すると、典型的には、ユーザの指１３１の腹の位置は、振動方向１２１に対して端部１２７の少なくともいずれかと一致する位置となる。したがって、第１の接触面１１１の初期位置が端部１２７の少なくともいずれかと一致する位置であれば、振動部１２０が振動した際に、第１の接触面１１１は、ユーザの指１３１と接触することができる。
　また、第２の接触面１０５と略一致する位置は、第１の接触面１１１と端部１２７との振動方向の最短距離が振動部１２０の振幅に対応する値の範囲内にある位置である。振動部１２０が振動した際の１周期あたりの第１の接触面１１１の動きを考えると、まず、第１の接触面１１１は初期値から振動部１２０の振幅だけ設置部１４０の表側方向に移動する。次に、第１の接触面１１１は、振動部１２０の振幅の２倍だけ設置部１４０の裏側方向に移動する。最後に、第１の接触面１１１は、振動部１２０の振幅だけ設置部１４０の表側方向に移動して初期値に戻る。したがって、第１の接触面１１１の初期位置が端部１２７から設置部１４０の裏側方向に振動部１２０の振幅の距離１２９内の位置にあれば、振動部１２０が振動した際に、第１の接触面１１１は、ユーザの指と接触することができる。
　また、図１４には、端部１２７ａと端部１２７ｂが振動方向１２１に対して一致する位置である例を示しているが、開口部１０７の位置によって、図１５に示す端部１２７ｃと端部１２７ｄのように、振動方向１２１に対して端部１２７の位置が一致しない場合もある。その場合、第１の接触面１１１からの距離が最短となる端部１２７ｃと一致する位置、または当該端部１２７ｃから設置部１４０の裏側方向に振動部１２０の振幅の距離１２９内の位置に第１の接触面１１１の初期位置を設定すればよい。
　以上、図１４、図１５を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る第１の接触面の初期位置について説明した。続いて、本開示の第１の実施形態に係る振動の伝達例について説明する。
　以上、図７～図１５を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る操作装置１００の外部構成例について説明した。続いて、本開示の第１の実施形態に係る動作例について説明する。
　＜３．２．動作例＞
　以下では、図１６を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る信号処理部１７０の処理における動作例について説明する。図１６は、本開示の第１の実施形態に係る信号処理部の動作例を示すフローチャートである。
　信号処理部１７０は、入力された信号に対して、特定の帯域除去処理を行う。まず、信号処理部１７０は、上位制御部１９０がスレーブ装置５０から受信した信号から特定の帯域を除去する処理を行う。信号処理部１７０は、上位制御部１９０からから信号を入力されると、信号処理部１７０の帯域制限部１７１は、例えばＨＰＦを用いて、当該信号から低域の帯域を除去する（ステップＳ１０００）。帯域制限部１７１は、低域の帯域除去後の信号をノイズ推定部１７５へ出力する（ステップＳ１００４）。
　また、信号処理部１７０は、力センサ１５２から入力された信号に対してノイズ低減処理を行う。まず、信号処理部１７０は、力センサ１５２から信号を入力されると、Ａ／Ｄ１７３で変換し、外力（力＋重力＋慣性力＋ノイズ）に関するデジタル信号を取得し、加算器１７８へ出力する（ステップＳ１００８）。また、逆動力学演算部１７４は、逆動力学演算により、操作装置１００の自重による重力と操作装置１００が動くことにより生じる慣性力を算出し、マイナス値として加算器１７８へ出力する（ステップＳ１０１２）。加算器１７８は、外力（力＋重力＋慣性力＋ノイズ）にマイナス値の重力と慣性力を加算することで、外力（力＋ノイズ）を算出し、加算器１７９へ出力する（ステップＳ１０１６）。
　また、上述のステップＳ１００８、Ｓ１０１２、Ｓ１０１６の処理と並列して、ノイズ推定部１７５は、帯域制限部１７１から入力された低域の帯域除去後の信号に基づき、ノイズ推定によりノイズを取得し、当該ノイズをマイナス値として加算器１７９へ出力する（ステップＳ１０２０）。
　加算器１７９は、加算器１７８に入力された外力（力＋ノイズ）に、ノイズ推定部１７５に入力されたマイナス値としてのノイズを加算し、外力（力）を算出する（ステップＳ１０２４）。そして、制御部１６０は、当該外力（力）に関する信号をスレーブ装置５０へ送信する（ステップＳ１０２８）。
　以上、図１６を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る操作装置１００をマスター装置１０に適用した場合の動作例についてについて説明した。続いて、本開示の第１の実施形態に係る変形例について説明する。
　＜３．３．変形例＞
　以下では、図１７～図２０を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る変形例を説明する。なお、以下に説明する変形例は、単独で本開示の第１の実施形態に適用されてもよいし、組み合わせで本開示の第１の実施形態に適用されてもよい。また、変形例は、本開示の第１の実施形態で説明した構成に代えて適用されてもよいし、本開示の第１の実施形態で説明した構成に対して追加的に適用されてもよい。
　（１）第１の変形例
　以下では、図１７～図１９を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る第１の変形例について説明する。図１７は、設置部１４０の裏側から見た本開示の第１の実施形態に係る第１の変形例を示す説明図である。図１８は、設置部１４０の側面から見た本開示の第１の実施形態に係る第１の変形例を示す説明図である。図１９は、本開示の第１の実施形態に係る第１の変形例の切断面ＩＩにおける断面を示す説明図である。上述の第１の実施形態では、振動部１２０としてＶＣＭが用いられる例について説明したが、振動部１２０としてＬＲＡが用いられてもよい。以下では、振動部１２０としてＬＲＡが用いられた場合の触覚提示装置の組み立て例について説明する。
　上述した第１の実施形態によれば、図１２に示したように、ＶＣＭ（振動部１２０）は、第１の接触面１１１に対して垂直な方向（振動方向１２１）に振動する。一方で、本変形例によれば、図１７に示すように、ＬＲＡ（振動部２２０）は、当該第１の接触面１１１に対して水平な方向に振動する。具体的に、ＬＲＡは、図１７に示す振動方向２２１の方向に振動する。
　このような振動方向の相違に起因して、図１７に示すように、本変形例における接触部２３０の形状、及び接触部２３０の設置部１４０への取り付け方は、上述した第１の実施形態とは異なる。例えば、振動部２２０が振動方向２２１に振動した際に、接触部２３０も振動方向２２１に振動するように、接触部２３０が設置部１４０に取り付けられる。
　具体的に、接触部２３０は、図１７に示す設置部１４０の固定部２１８（固定部２１８ａ、固定部２１８ｂ、及び固定部２１８ｃ）に、ばね２１９（ばね２１９ａ、ばね２１９ｂ、ばね２１９ｃ、及びばね２１９ｄ）を介して滑動可能に取り付けられる。なお、図１７に示す例では、固定部２１８ｃに対して、２つのばね２１９（ばね２１９ｃ、及びばね２１９ｄ）により接触部２３０が取り付けられている。これに対し、設置部１４０は、固定部２１８ｃを分割して固定部２１８ｄをさらに設け、ばね２１９ｃは固定部２１８ｃに、ばね２１９ｄは固定部２１８ｄに対して用いられてもよい。
　なお、接触部２３０は、上述のようにして弾性体であるばね２１９を介して設置部１４０に取り付けられることにより、上述の実施形態と同様に、接触部２３０は、設置部１４０と直接接触しない。
　また、接触部２３０が振動方向２２１の方向に振動しても、接触部２３０と固定部２１８とが接触しないように、固定部２１８の内部には所定の空間２２２（空間２２２ａ、空間２２２ｂ、空間２２２ｃ、及び空間２２２ｄ）が確保されている。なお、当該空間２２２は、固定部２１８内部の接触部２３０の端部から、少なくとも振動部２２０の振幅を超える距離まで確保されていれば、接触部２３０と固定部２１８が接触することは防止される。
　上述のように、第１の接触面１１１に対して水平な方向に振動する振動装置が用いられる場合でも、接触部２３０の形状、及び接触部２３０を設置部１４０に取り付ける構造を、振動装置の振動方向に応じた構造とすることで、フローティング構造を実現することは可能である。
　（２）第２の変形例
　以下では、図２０を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る第２の変形例について説明する。図２０は、本開示の第１の実施形態に係る第２の変形例を示す説明図である。上述の第１の実施形態では、第１の接触面１１１が平らである例について説明したが、第１の接触面１１１は、凹凸を有してもよい。例えば、図２０に示すように、第１の接触面１１１は、スリットを有してもよい。第１の接触面１１１が当該スリットを有することで、振動した際にスリットの角がユーザの指に接触するため、第１の接触面１１１が平らな場合と比較し、ユーザは、第１の接触面１１１から指に伝達される振動をより感度よく感じることができる。
　以上、図１７～図２０を参照しながら、本開示の第１の実施形態に係る変形例について説明した。続いて、本開示の第２の実施形態について説明する。
　＜＜４．第２の実施形態＞＞
　第１の実施形態では、操作装置１００の設置部１４０を押し込むことで操作するインタフェースの例について説明したが、第２の実施形態では、操作装置の操作部を回転させることで操作するインタフェースの例について説明する。なお、本節において、プロキシマル側とは、操作装置とマスター装置１０の本体部との接続部に近い側（近位端側）である。また、ディスタル側とは、操作装置とマスター装置１０の本体部との接続部に遠い側（遠位端側）である。
　＜４．１．操作装置の外部構成例＞
　以下では、図２１～図２５を参照しながら、本開示の第２の実施形態に係る操作装置３００の外部構成例について説明する。
　＜４．１．１．全体構成例＞
　まず、図２１、図２２を参照しながら、本開示の第２の実施形態に係る操作装置３００の全体構成例について説明する。図２１は、本開示の第２の実施形態に係る触覚提示装置を示す斜視図である。図２２は、本開示の第２の実施形態に係る触覚提示装置の操作例を示す説明図である。
　図２１に示す操作装置２００は、内部にモータ、及び力センサ等を収容可能な操作部３１０を有する。操作部３１０は、ユーザが把持しやすいように、全体として長尺の棒状の外形を有する。かかる操作装置３００は、プロキシマル側において、マスター装置１０の第４のアーム部４０ｄに取り付けられる。
　操作装置３００のディスタル側に接触部３３０が設けられている。接触部３３０は、ユーザの手のひらが接触する部であり、接触部３３０の外周表面は、ユーザの手のひらが接触する第３の接触面３３２である。接触部３３０は、ユーザが操作装置３００を把持した際に、第３の接触面３３２がユーザの手のひらに適合しやすいように、ディスタル側の外周がプロキシマル側の外周よりも大きい形状となっている。当該形状により、ユーザは、接触部３３０を手のひらと小指等で安定的に把持することができる。その結果、把持に用いられない指は比較的自由に動かすことが可能となるので、ユーザは、後述するように操作部３１０を親指及び人差し指等で容易に回転させることができる。図２２に示す例では、ユーザは、図２２に示すように、手のひらと小指で接触部３３０を把持することで操作装置３００全体を支えつつ、他の指を操作部３１０に添えている。
　操作装置３００は、操作部３１０及び接触部３３０が図２２に示す回転方向３０２に、それぞれ独立に回転可能な構造となっている。よって、ユーザが上述のように操作装置３００を把持した際に、例えば、操作部３１０に沿えている親指と人差し指を互いに逆方向に動かすことで、図２２に示す回転方向３０２のいずれかの方向へ、操作部３１０を回転させることができる。
　また、接触部３３０には振動部１２０が設けられている。例えば、接触部３３０のディスタル側に振動部３２０が設けられる。当該振動部３２０には、振動装置が図２２に示す振動方向３０４の方向に振動するように取り付けられる。また、振動部３２０が振動すると、接触部３３０も振動するため、振動部３２０の振動は、第３の接触面３３２を介してユーザの手のひらに伝達される。
　操作装置３００がマスター装置１０に搭載された場合、スレーブ装置５０の術具に作用する触覚振動に対応する振動を振動部３２０が発生させ、当該振動は、接触部３３０の第３の接触面３３２を介してユーザに対して提示される。
　なお、操作装置３００におけるケーブル等の配線は、第１の実施形態における操作装置１００と同様に、操作装置３００の内部を通るように配線されてもよいし、操作装置３００の外部を通るように配線されてもよい。
　以上、図２１、図２２を参照しながら、本開示の第２の実施形態に係る操作装置３００の全体構成例について説明した。続いて、本開示の第２の実施形態に係るフローティング構造について説明する。
　＜４．１．２．フローティング構造部の構成例＞
　以下では、図２３～図２５を参照しながら、本開示の第２の実施形態に係る触覚提示装置のフローティング構造部の構成例について説明する。図２３は、本開示の第２の実施形態に係る触覚提示装置の部分構成例を示す説明図である。図２４は、ディスタル側から見た本開示の第２の実施形態に係る触覚提示装置の組み立て例を示す説明図である。図２５は、本開示の第２の実施形態に係る触覚提示装置の切断線ＩＩＩにおけるフローティング構造部の断面図である。
　本開示の第２の実施形態に係る操作装置３００は、図２３に示すように、大きく４つの部で構成されている。具体的に、操作装置３００は、操作部３１０、振動部３２０、接触部３３０、設置部３４０で構成されている。操作部３１０は、ディスタル側に操作部３１０の長手方向に延伸する軸部３１３を有する。設置部３４０は、軸部３１３が挿通されて、軸部３１３に沿って回転可能に設けられる。軸部３１３が延伸する方向、即ち操作部３１０の長手方向が、接触部３３０の回転軸の方向である。なお、操作部３１０自体も操作部３１０の長手方向を回転軸として回転可能に設けられる。即ち、操作部３１０と接触部３３０の回転軸は同一である。接触部３３０の内部は空洞であり、プロキシマル側の端部とディスタル側の端部に開口部を有する筒状の形状を有している。設置部３４０、接触部３３０及び振動部３２０は、設置部３４０が接触部３３０の内部空間に収められた状態で、固定される。接触部３３０のプロキシマル側の開口部には、操作部３１０のディスタル側の端部が遊挿される。また、本開示の第２の実施形態に係るフローティング構造部は、振動部３２０、接触部３３０、及び設置部３４０で構成される。本開示の第２の実施形態に係るフローティング構造は、当該振動部３２０で生成される振動が力センサ３５２に伝達することを抑制するための構造である。
　なお、操作装置３００では、振動部３２０、接触部３３０、及び設置部３４０は、操作部３１０のディスタル側に設けられる構造となっている。当該構造により、操作装置３００の重心がユーザに把持されるディスタル側に寄るため、ユーザは、操作装置３００を安定して把持することができる。また、ユーザが操作装置３００を安定して把持できることにより、操作装置３００を把持して操作する際の操作部３１０のプロキシマル側におけるぶれが軽減される。
　操作部３１０は、操作装置３００におけるユーザが操作する部である。図２５に示すように、操作部３１０の内部には力センサ３５２が収容される。ユーザが操作部３１０を操作すると、力センサ３５２は、操作部３１０に入力されるユーザの力を計測する。
　設置部３４０は、操作部３１０と接触部３３０を接続する部である。図２５に示すように、設置部３４０の形状は、接触部３３０と同様に、ディスタル側の外周がプロキシマル側の外周よりも大きい形状となっている。また、設置部３４０は、プロキシマル側とディスタル側とを貫通する開口部３４２を有する。当該開口部３４２に操作部３１０のディスタル側の端部に設けられた軸部３１３が挿入される。操作部３１０は、ベアリング３３１（ベアリング３３１ａ、及びベアリング３３１ｂ）を介して、設置部３４０と接続される。これにより、操作部３１０と設置部３４０とは、図２２に示す回転方向３０２にそれぞれ独立に回転可能となる。従って、操作部３１０と、設置部３４０と固定される接触部３３０とは、図２２に示す回転方向３０２にそれぞれ独立に回転可能となる。一方で、軸部３１３のディスタル側の端部には、軸部３１３を覆って固定される固定具３３３が設けられる。固定具３３３により、設置部３４０及びベアリング３３１の、ディスタル側へのずれが防止される。
　接触部３３０は、振動部３２０により発生した振動をユーザに伝達する部である。接触部１３０は、ユーザの指に接触する第３の接触面３３２を有する。接触部３３０は、第３の接触面３３２により、ユーザの手のひらに直接的に振動を伝達することができる。
　接触部３３０は、設置部３４０のディスタル側に、操作部３１０の長手方向に沿って滑動可能に取り付けられる。具体的に、接触部３３０は、接触部３３０に設けられた孔３２２（孔３２２ａ、孔３２２ｂ、及び孔３２２ｃ）に、孔３２２より小さい断面形状を有する固定具３１８（固定具３１８ａ、固定具３１８ｂ、及び固定具３１８ｃ）が挿通されて、固定具３１８に沿って滑動可能に取り付けられる。そして、固定具３１８は、図２３に示す設置部３４０の孔３１６（孔３１６ａ、孔３１６ｂ、及び孔３１６ｃ）に固定される。このような構成により、接触部３３０は、振動部３２０と共に振動する際に、固定具３１８に沿って滑動することが可能となる。
　ここで、接触部３３０は、設置部３４０と直接接触しないように、弾性体を介して設置部３４０に取り付けられる。例えば、図２５に示すように、接触部３３０は、孔３２２ｃに関して、弾性体である２つのばね３１９（ばね３１９ａ、及び３１９ｂ）により挟持された状態で、設置部３４０に取り付けられる。より具体的に、ばね３１９ａは、接触部３３０のプロキシマル側と設置部３４０のディスタル側との間に取り付けられる。また、ばね３１９ｂは、接触部３３０のディスタル側と固定具３１８ｃの頭部との間に取り付けられる。図示しない孔３２２ａ及び孔３２２ｂについても同様である。このような構成により、接触部３３０と振動部３２０とが共に振動する際に、振動の少なくとも一部が弾性体により吸収される。よって、接触部３３０から設置部３４０に伝達される振動を抑制することが可能となり、その結果、当該設置部３４０が取り付けられた操作部３１０を介して力センサ３５２に伝達される振動をも抑制することが可能となる。
　ばね３１９の内側の空間に固定具３１８が挿通されている。これにより、ばね３１９が伸縮する方向と接触部３３０の滑動方向とが一致することとなり、接触部３３０の滑動方向を１軸に固定することができる。
　上述のように、接触部３３０が弾性体を介して設置部３４０に取り付けられ、接触部３３０と設置部３４０が非接触である構造は、フローティング構造と称される。なお、当該フローティング構造を実現するために、ばね以外の弾性体が用いられてもよい。例えば、ばねの代わりにばねダンパが用いられてもよい。また、当該フローティング構造に対して、剛性を変更することが可能な剛性可変機構を採用することで、弾性体の剛性が変更可能とされてもよい。また、接触部３３０が弾性体を介して設置部３４０に取り付けられることにより、接触部３３０と操作部３１０は非接触であるため、接触部３３０と操作部３１０とは分離している。
　また、上述のように、操作装置３００は、操作部３１０がベアリング３３１を介して設置部３４０と接続され、当該設置部３４０に接触部３３０が取り付けられる構造となっている。当該構造により、操作部３１０は、所定の回転軸に沿って回転可能であり、接触部３３０は、操作部３１０とは独立して当該所定の回転軸に沿って回転することが可能となる。また、操作部３１０が、接触部３３０と独立して回転することで、ユーザが操作部３１０を回転させても、接触部３３０がユーザの手のひらと接触する位置が変化しない。よって、ユーザは、接触部３３０から手のひらの一定の位置に振動を提示されるため、接触する位置が変換する場合と比較し、振動の強弱の変化をより感じ取りやすくなる。
　また、操作部３１０は、基準状態からプラスマイナス１８０度以上回転することが可能である。ここで、基準状態とは、ユーザが手のひらと小指で接触部３３０を把持しつつ、他の指を操作部３１０に添えた最初の状態である。操作部３１０は、ユーザが操作部３１０を持ち直すことなく回転させられる角度以上に、操作部３１０が回転可能であることが望ましい。したがって、操作部３１０は、基準状態から９０度以上回転可能であることが望ましい。また、操作部３１０は、ユーザが操作部３１０を持ち直して再度同じ方向に回転させるような操作も許容されることが望ましい。したがって、操作部３１０は、基準状態から１８０度以上回転可能であることが望ましい。よって、操作部３１０は、基準状態から１８０度以上回転可能であることにより、操作部３１０を持ち直すことなく、上述の操作を実現することができる。
　また、操作部３１０が円柱状であることにより、ユーザは、操作部３１０のどこを把持しても、それぞれの把持している場所に置いて同じ操作感を得ることができる。また、ユーザは、操作を行う度に操作部３１０を持ち直す必要もなくなる。また、接触部３３０が円錐台状であることにより、ユーザは、上述した操作部３１０が円柱状であることと同様の効果を得ることができる。
　なお、上述の効果を得るためには、操作部３１０の回転軸方向に直交する断面の形状は、円形であることが望ましいが、操作部３１０が回転可能な形状であれば、円形以外の形状であってもよい。例えば、操作部３１０の回転軸方向に直交する断面の形状は、多角形であってもよい。また、当該断面の直径は特に限定されないが、人間の手で現実的に扱いやすい直径であることが望ましい。
　また、操作部３１０と接触部３３０とが独立して回転する上述の構造を実現するために、ベアリング以外の部品が用いられてもよい。例えば、ベアリングの代わりにブッシュが用いられてもよい。
　振動部３２０は、接触部３３０のディスタル側に設けられる。具体的に、図２４に示すように、ネジ３１２（ネジ３１２ａ、ネジ３１２ｂ、及びネジ３１２ｃ）が振動部３２０の孔３２５（孔３２５ａ、孔３２５ｂ、及び孔３２５ｃ）にディスタル側から貫通される。そして、当該ネジ３１２は、接触部３３０のネジ穴３２６（ネジ穴３２６ａ、ネジ穴３２６ｂ、及びネジ穴３２６ｃ）固定される。このようにして、振動部３２０は、接触部３３０のディスタル側に固定して取り付けられる。
　また、振動部３２０は、弾性体が伸縮する方向、及び所定の回転軸の方向と対応する方向に振動する。例えば、振動部３２０は、弾性体が伸縮する方向と一致又は略一致する方向に振動する。具体的に、振動部３２０は、図２５に示す振動方向３０４の方向に振動する。当該振動方向３０４は、図２５に示す弾性体であるばね３１９ａ、及びばね３１９ｂが伸縮する方向と一致する。また、当該振動方向３０４は、操作部３１０の回転軸の方向とも一致する。典型的には、弾性体による振動吸収能力は、弾性体に加えられる力の方向が伸縮方向と一致するほど高く発揮される。そのため、振動部３２０が、弾性体が伸縮する方向と一致又は略一致する方向に振動することにより、弾性体は、振動部３２０による振動を、効率的に吸収することが可能となる。また、振動部３２０の振動方向と、操作部３１０の回転軸方向とが一致することで、操作部３１０や接触部３３０がどのような回転状態であっても、接触部３３０は、それぞれの状態においてユーザに同じ振動を与えることができる。また、振動部３２０の振動方向と、操作部３１０の回転軸方向とが一致することで、接触部３３０は、ユーザがどのような持ち方をしていても、それぞれの状態において同じ操作感を与えることができる。
　ここで、上記をまとめると、接触部３３０には振動部３２０が設けられる。設置部３４０には、当該接触部３３０が弾性体を介して設けられる。そして、当該設置部３４０は、操作部３１０に設けられる。これにより、振動部３２０が振動すると、振動部３２０から生じる振動が接触部３３０に伝達し、接触部３３０も共に振動する。さらに、接触部３３０の第３の接触面３３２にユーザの体の一部、例えばユーザの手のひらが接触している場合、接触部３３０から生じる振動は、第３の接触面３３２を介して、ユーザの手のひらや指に伝達される。
　また、接触部３３０は、ばね３１９を介して、固定具３１８により、設置部３４０に滑動可能に固定されている。したがって、接触部３３０と振動部３２０とが共に振動する際に、振動の少なくとも一部が弾性体により吸収される。よって、接触部３３０から設置部３４０に伝達される振動を抑制することが可能となり、その結果、当該設置部３４０が取り付けられた操作部３１０を介して力センサ３５２に伝達される振動をも抑制することが可能となる。
　なお、上述のように、振動部３２０が振動すると接触部３３０も共に振動する。すなわち、振動部３２０が接触部３３０を振動させているとも言える。この時、振動部３２０は、接触部３３０の質量に応じた出力が必要となるため、接触部３３０の質量が大きいほど大きな出力が必要となり、それに応じて振動部３２０に用いる振動装置の大きさも大きくなってしまう。よって、振動装置の大型化を避けるために、接触部３３０の素材には軽量な素材が用いられることが望ましい。例えば、ＰＯＭ（ＰｏｌｙＯｘｙＭｅｔｈｙｌｅｎｅ）樹脂を用いることで、接触部３３０を軽量化することができる。
　以上、図２３～図２５を参照しながら、本開示の第２の実施形態に係る触覚提示装置のフローティング構造部の構成例について説明した。
　以上、図２０～図２５を参照しながら、本開示の第２の実施形態に係る操作装置３００の外部構成例について説明した。続いて本開示の第２の実施形態に係る動作例について説明する。
　＜４．２．動作例＞
　本開示の第２の実施形態に係る信号処理部の動作は、＜３．２．動作例＞にて説明した、本開示の第１の実施形態に係る信号処理部１７０の動作と同一のため、重複した説明を避けるため、本節での説明を省略する。続いて、本開示の第２の実施形態に係る変形例について説明する。
　＜４．３．変形例＞
　以下では、図２６～図２８を参照しながら、本開示の第２の実施形態に係る変形例を説明する。なお、以下に説明する変形例は、単独で本開示の第２の実施形態に適用されてもよいし、組み合わせで本開示の第２の実施形態に適用されてもよい。また、変形例は、本開示の第２の実施形態で説明した構成に代えて適用されてもよいし、本開示の第２の実施形態で説明した構成に対して追加的に適用されてもよい。
　（１）第１の変形例
　以下では、図２６を参照しながら、本開示の第２の実施形態に係る第１の変形例について説明する。図２６は、本開示の第２の実施形態に係る第１の変形例を示す説明図である。上述の第２の実施形態では、操作装置３００がパラレルリンク機構の先端に取り付けられる例について説明したが、当該操作装置３００は、図２６に示すように、１軸スライダ３３９と支持台３３７の先端に取り付けられてもよい。図２６に示す構造では、ユーザは、操作装置３００を移動方向３３８の方向（即ち、プロキシマル方向又はディスタル方向）に支持台３３７ごとスライドさせるこができる。また、ユーザは、操作部３１０を回転方向３３４へ回転させることができる。
　上述の構造は、例えば、カテーテルの挿入操作を行う場合のマスター装置１０に適用できる。具体的に、ユーザが操作装置３００を移動方向３３８にスライドさせると、スレーブ装置５０側の対応する装置が、カテーテルを挿入する動作を行う。また、ユーザが操作部３１０を回転方向３３４へ回転させると、スレーブ装置５０側の対応する装置が、カテーテルの向きを回転により変えることができる。また、操作装置３００は、スレーブ装置５０側の装置の動作によるフィードバックをユーザに伝達することもできる。例えば、スレーブ装置５０からフィードバックを受信すると、当該フィードバックに基づき操作装置３００のモータ３３５が駆動することで、支持台３３７をスライドさせたり、操作部３１０を回転させたりとフィードバックをユーザに伝達することができる。
　また、上述の構造は、スライド、または回転させるだけで操作できるゲーム筐体に適用されてもよい。
　（２）第２の変形例
　以下では、図２７を参照しながら、本開示の第２の実施形態に係る第２の変形例について説明する。図２７は、本開示の第２の実施形態に係る第２の変形例を示す説明図である。上述の第２の実施形態では、操作装置３００におけるケーブル等の配線は、操作装置３００の内部、または外部のどちらを通るように配線されてもよいと説明した。例えば、振動部３２０と操作部３１０の配線が操作装置３００の内部を通るように配線する場合、振動部３２０と操作部３１０の内部の配線は、スリップリングを介して電気的に接続されてもよい。具体的に、図２７に示すように、スリップリング３４１は、接触部３３０のプロキシマル側と設置部３４０のディスタル側との間に設けられる。そして、当該スリップリング３４１と振動部３２０は、ケーブル３４３ａで電気的に接続される。また、スリップリング３４１から出るケーブル３４３ｂは、操作部３１０に設けられた開口部３１４の中を通される。また、力センサ３５２には、プロキシマル側とディスタル側とを貫通する開口部を有する力センサ３５２が用いられてもよい。当該力センサ３５２が用いられることで、図２７に示すように、開口部３１４は力センサ３５２の開口部の中を通ることができるため、力センサ３５２のプロキシマル側へ容易にケーブル３４３ｂを配線することができる。
　上述のようにして、振動部３２０と操作部３１０の内部の配線がスリップリングを介して電気的に接続されることで、操作部３１０が回転しても内部のケーブルが絡まないため、回転により内部のケーブルが絡み、当該ケーブルが断線することを回避することができる。
　（３）第３の変形例
　以下では、図２８を参照しながら、本開示の第２の実施形態に係る第３の変形例について説明する。図２８は、本開示の第２の実施形態に係る第３、第４の変形例を示す説明図である。上述の第２の実施形態では、接触部３３０の第３の接触面３３２の形状については明示していないが、第３の接触面３３２は、接触部３３０の回転方向に沿って突出する凸部又は接触部３３０の回転方向に沿って陥没する凹部を有してもよい。例えば、図２８に示すように、第３の接触面３３２は、接触部３３０の回転方向に沿って突出する凸部３４５を有する。また、当該凸部３４５の部分は、接触部３３０の回転方向に沿って陥没する凹部であってもよい。また、接触部３３０の回転軸方向に直交する接触部３３０の断面の形状を多角形にすることで、第３の接触面３３２に凸部又は凹部を設けてもよい。
　上述のように、第３の接触面３３２が接触部３３０の回転方向に沿って突出する凸部又は陥没する凹部を有することで、ユーザは、操作装置３００を把持した際に、指を凸部又は凹部に引っ掛けることができる。よって、当該凸部又は当該凹部は、ユーザが操作装置３００を把持した際の安定性を向上することができる。
　（４）第４の変形例
　以下では、図２８を参照しながら、本開示の第２の実施形態に係る第４の変形例について説明する。図２８は、本開示の第２の実施形態に係る第３、第４の変形例を示す説明図である。上述の第２の実施形態では、操作部３１０の内部に設けられる力センサ３５２の種類、及び位置については明示されていない。
　力センサ３５２の種類としては、例えば、多軸の力センサが挙げられる。より具体的に、多軸の力センサとして、６軸の力センサが用いられてもよい。６軸の力センサが操作部３１０の内部に設けられることで、６軸の力センサは、ユーザが操作装置３００を動かした際の並進力とモーメントを検出する。
　また、ユーザが操作装置３００を把持した際に、力センサ３５２は、図２８に示すように、ユーザの手の内側の中央付近に位置することが望ましい。なぜならば、上述の６軸の力センサのようにモーメントを検出可能な力センサ３５２が操作部３１０のプロキシマル側の端部に設けられた場合、少しの並進力に対して過大なモーメントが作用し、力センサ３５２が壊れやすくなるおそれがあるからである。一般的に、ある位置におけるモーメントの大きさは、支点からの距離に比例する。ユーザが操作装置３００を把持した際の手の内側の中央付近を支点とすると、力センサ３５２の位置が支点から操作部３１０のプロキシマル側の端部の方へ離れるほど、支点と力センサ３５２との距離が大きくなるため、モーメントの大きさが大きくなる。そこで、力センサ３５２が支点であるユーザの手の内側の中央付近に設けられることで、力センサ３５２と支点との距離が小さくなり、モーメントの大きさも小さくなるため、並進力がモーメントとして作用しにくくなる。
　上述のように、力センサ３５２がユーザの手の中央付近に設けられることで、過度なモーメントの発生が抑制され、力センサ３５２の破損を防ぐとともに、センシングの感度を高めることができる。
　以上、図２６～図２８を参照しながら、本開示の第２の実施形態に係る変形例について説明した。続いて、本開示の一実施形態に係る触覚提示装置のハードウェア構成例について説明する。
　＜＜５．ハードウェア構成＞＞
　最後に、図２９を参照して、本開示の実施形態に係るマスター装置のハードウェア構成について説明する。図２９は、本開示の実施形態に係るマスター装置１０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。本開示の実施形態に係るマスター装置１０による情報処理は、ソフトウェアと、以下に説明するハードウェアとの協働により実現される。
　マスター装置１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）９０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）９０３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）９０５を備える。また、マスター装置１０は、入力装置９０７と、ストレージ装置９０９と、通信装置９１１とを備える。
　ＣＰＵ９０１は、演算処理装置及び制御装置として機能し、各種プログラムに従ってマスター装置１０内の動作全般を制御する。また、ＣＰＵ９０１は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。これらはＣＰＵバスなどから構成されるホストバスにより相互に接続されている。ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ９０３及びＲＡＭ９０５は、例えば、図３を参照して説明した信号処理部１７０の機能を実現し得る。
　入力装置９０７は、タッチパネル、ボタン、カメラ、マイクロフォン、センサ、スイッチ及びレバーなどユーザが情報を入力するための入力手段と、ユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。ユーザは、例えば、マスター装置１０を操作してスレーブ装置５０を動作させることで、該入力装置９０７がデータを取得することにより、スレーブ装置５０に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。入力装置９０７は、例えば、図３を参照して説明したセンサ部１５０の機能を実現し得る。
　ストレージ装置９０９は、データ格納用の装置である。ストレージ装置９０９は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置及び記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置などを含んでもよい。ストレージ装置９０９は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）またはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔｒａｇｅ　Ｄｒｉｖｅ）、あるいは同等の機能を有するメモリ等で構成される。このストレージ装置９０９は、ストレージを駆動し、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データを格納する。ストレージ装置９０９は、例えば、図３を参照して説明した記憶部１８０の機能を実現し得る。
　通信装置９１１は、例えば、マスター装置１０とスレーブ装置５０を接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。かかる通信インタフェースは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等の近距離無線通信インタフェースや、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、または携帯通信網（ＬＴＥ、３Ｇ）等の通信インタフェースである。また、通信装置９１１は、有線による通信を行う有線通信装置であってもよい。
　以上、図２９を参照しながら、マスター装置１０のハードウェア構成について説明した。
　＜＜６．まとめ＞＞
　以上説明したように、本開示に係る触覚提示装置は、ユーザが操作する操作部、操作部の操作対象の振動を提示する振動部、振動をユーザへ伝える接触部、及び接触部と操作部を接続する設置部を有する。また、触覚提示装置は、振動部が接触部に取り付けられ、当該接触部が弾性体を介して設置部に取り付けられ、当該設置部が操作部に取り付けられる構成となっている。
　当該構成により、触覚提示装置は、接触部を介して振動部から生じる振動をユーザへ伝えることができ、かつマスター装置が備える力センサへの当該振動の伝達を弾性体により低減することが可能となる。よって、力センサに伝達されるノイズを低減することが可能な、新規かつ改良された触覚提示装置、及び触覚提示システムを提供することが可能である。
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　また、本明細書においてフローチャート及びシーケンス図を用いて説明した処理は、必ずしも図示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　ユーザが操作する操作部と、
　前記操作部の操作対象の振動を提示する振動部と、
　前記振動部による前記振動を前記ユーザへ伝える接触部と、
　前記接触部が弾性体を介して設けられた上で、前記操作部に接続される設置部と、
を備える、触覚提示装置。
（２）
　前記接触部は、前記ユーザの指に接触する第１の接触面を有し、
　前記振動部は、前記第１の接触面を介して前記ユーザの指に前記振動を伝える、前記（１）に記載の触覚提示装置。
（３）
　前記設置部は、前記ユーザの指が接触する第２の接触面、及び前記第２の接触面側と前記第２の接触面の裏側とを貫通する開口部を有し、
　前記接触部は、前記第２の接触面の裏側から前記開口部を挿通して設けられる、前記（２）に記載の触覚提示装置。
（４）
　前記振動部が停止した状態で、前記振動部の振動方向における前記第１の接触面と前記第２の接触面とは一致又は略一致する、前記（３）に記載の触覚提示装置。
（５）
　前記第１の接触面と前記開口部を形成する前記第２の接触面の端部との前記振動方向の最短距離は、前記振動部の振幅に対応する値の範囲内である、前記（４）に記載の触覚提示装置。
（６）
　前記振動部は、前記弾性体が伸縮する方向と対応する方向に振動する、前記（１）～（５）のいずれか一項に記載の触覚提示装置。
（７）
　前記振動部は、前記弾性体が伸縮する方向と一致又は略一致する方向に振動する、前記（６）に記載の触覚提示装置。
（８）
　前記第１の接触面は、凹凸を有する、前記（２）～（５）のいずれか一項に記載の触覚提示装置。
（９）
　前記触覚提示装置は、
　前記操作部に入力される力を計測する力センサと、
　前記力センサにより計測された力から、前記振動部により提示される振動の成分を除去する信号処理部と、
をさらに備える、前記（１）～（８）のいずれか一項に記載の触覚提示装置。
（１０）
　前記信号処理部は、前記振動に対して適応フィルタを用いることで、前記ユーザの力と相関のある振動ノイズの影響を低減する、前記（９）に記載の触覚提示装置。
（１１）
　前記信号処理部は、前記力センサが計測した前記ユーザの力を逆動力学演算により補正する、前記（９）または前記（１０）に記載の触覚提示装置。
（１２）
　前記信号処理部は、フィルタを用いて、人の触覚に対応する周波数成分以外の周波数成分またはあらかじめ記憶している所定の周波数成分を前記振動から除去する、前記（９）に記載の触覚提示装置。
（１３）
　前記操作部は、所定の回転軸に沿って回転可能であり、
　前記接触部は、前記操作部とは独立して前記所定の回転軸に沿って回転可能である、前記（１）に記載の触覚提示装置。
（１４）
　前記振動部は、前記所定の回転軸の方向と対応する方向に振動する、前記（１３）に記載の触覚提示装置。
（１５）
　前記振動部、前記接触部、及び前記設置部は、前記操作部の遠位端側に設けられる、前記（１３）または前記（１４）に記載の触覚提示装置。
（１６）
　前記接触部の外周表面は、第３の接触面であり、
　前記振動部は、前記第３の接触面を介して前記ユーザに前記振動を伝える、前記（１３）～（１５）のいずれか一項に記載の触覚提示装置。
（１７）
　前記接触部の遠位端側の外周は、前記接触部の近位端側の外周よりも大きい、前記（１６）に記載の触覚提示装置。
（１８）
　前記操作部は、基準状態からプラスマイナス１８０度以上回転することが可能である、前記（１３）～（１７）のいずれか一項に記載の触覚提示装置。
（１９）
　前記操作部は、内部に力センサが設けられる、前記（１３）に記載の触覚提示装置。
（２０）
　前記第３の接触面は、前記接触部の回転方向に沿って突出する凸部又は前記接触部の回転方向に沿って陥没する凹部を有する、前記（１６）に記載の触覚提示装置。
（２１）
　前記振動部と前記操作部の内部の配線とは、スリップリングを介して電気的に接続される、前記（１３）～（２０）のいずれか一項に記載の触覚提示装置。
（２２）
　スレーブ装置から受信する操作対象の振動に関する第１の信号を触覚としてユーザに提示する触覚提示装置を備え、当該第１の信号に基づき推定される振動ノイズを、前記ユーザが印加した力から除去した第２の信号を、前記スレーブ装置へ送信するマスター装置として機能する第１の情報処理装置と、
　前記第１の情報処理装置から受信する前記第２の信号に基づき駆動した際に計測する前記第１の信号を、前記第１の情報処理装置へ送信する前記スレーブ装置として機能する第２の情報処理装置と、
を有する、触覚提示システム。
　１０　　マスター装置
　５０　　スレーブ装置
　１００　操作装置
　１１０　操作部
　１２０　振動部
　１３０　接触部
　１４０　設置部
　１５０　センサ部
　１５２　力センサ
　１７０　信号処理部
　１７１　帯域制限部
　１７２　ＤＲＩ
　１７３　Ａ／Ｄ
　１７４　逆動力学演算部
　１７５　ノイズ推定部
　１７８　加算器
　１７９　加算器
　１８０　記憶部
　１９０　上位制御部

Claims (20)

  1. 　ユーザが操作する操作部と、
    　前記操作部の操作対象の振動を提示する振動部と、
    　前記振動部による前記振動を前記ユーザへ伝える接触部と、
    　前記接触部が弾性体を介して設けられた上で、前記操作部に接続される設置部と、
    を備える、触覚提示装置。
  2. 　前記接触部は、前記ユーザの指に接触する第１の接触面を有し、
    　前記振動部は、前記第１の接触面を介して前記ユーザの指に前記振動を伝える、請求項１に記載の触覚提示装置。
  3. 　前記設置部は、前記ユーザの指が接触する第２の接触面、及び前記第２の接触面側と前記第２の接触面の裏側とを貫通する開口部を有し、
    　前記接触部は、前記第２の接触面の裏側から前記開口部を挿通して設けられる、請求項２に記載の触覚提示装置。
  4. 　前記振動部が停止した状態で、前記振動部の振動方向における前記第１の接触面と前記第２の接触面とは一致又は略一致する、請求項３に記載の触覚提示装置。
  5. 　前記第１の接触面と前記開口部を形成する前記第２の接触面の端部との前記振動方向の最短距離は、前記振動部の振幅に対応する値の範囲内である、請求項４に記載の触覚提示装置。
  6. 　前記振動部は、前記弾性体が伸縮する方向と対応する方向に振動する、請求項１に記載の触覚提示装置。
  7. 　前記振動部は、前記弾性体が伸縮する方向と一致又は略一致する方向に振動する、請求項６に記載の触覚提示装置。
  8. 　前記第１の接触面は、凹凸を有する、請求項２に記載の触覚提示装置。
  9. 　前記触覚提示装置は、
    　前記操作部に入力される力を計測する力センサと、
    　前記力センサにより計測された力から、前記振動部により提示される振動の成分を除去する信号処理部と、
    をさらに備える、請求項１に記載の触覚提示装置。
  10. 　前記信号処理部は、前記振動に対して適応フィルタを用いることで、前記ユーザの力と相関のある振動ノイズの影響を低減する、請求項９に記載の触覚提示装置。
  11. 　前記信号処理部は、フィルタを用いて、人の触覚に対応する周波数成分以外の周波数成分またはあらかじめ記憶している所定の周波数成分を前記振動から除去する、請求項９に記載の触覚提示装置。
  12. 　前記操作部は、所定の回転軸に沿って回転可能であり、
    　前記接触部は、前記操作部とは独立して前記所定の回転軸に沿って回転可能である、請求項１に記載の触覚提示装置。
  13. 　前記振動部は、前記所定の回転軸の方向と対応する方向に振動する、請求項１２に記載の触覚提示装置。
  14. 　前記振動部、前記接触部、及び前記設置部は、前記操作部の遠位端側に設けられる、請求項１２に記載の触覚提示装置。
  15. 　前記接触部の外周表面は、第３の接触面であり、
    　前記振動部は、前記第３の接触面を介して前記ユーザに前記振動を伝える、請求項１２に記載の触覚提示装置。
  16. 　前記接触部の遠位端側の外周は、前記接触部の近位端側の外周よりも大きい、請求項１５に記載の触覚提示装置。
  17. 　前記操作部は、内部に力センサが設けられる、請求項１２に記載の触覚提示装置。
  18. 　前記第３の接触面は、前記接触部の回転方向に沿って突出する凸部又は前記接触部の回転方向に沿って陥没する凹部を有する、請求項１５に記載の触覚提示装置。
  19. 　前記振動部と前記操作部の内部の配線とは、スリップリングを介して電気的に接続される、請求項１２に記載の触覚提示装置。
  20. 　スレーブ装置から受信する操作対象の振動に関する第１の信号を触覚としてユーザに提示する触覚提示装置を備え、当該第１の信号に基づき推定される振動ノイズを、前記ユーザが印加した力から除去した第２の信号を、前記スレーブ装置へ送信するマスター装置として機能する第１の情報処理装置と、
    　前記第１の情報処理装置から受信する前記第２の信号に基づき駆動した際に計測する前記第１の信号を、前記第１の情報処理装置へ送信する前記スレーブ装置として機能する第２の情報処理装置と、
    を有する、触覚提示システム。
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