WO2023074334A1 - 制御システム、制御装置、制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

力触覚を伝達して所定の行為を実行する場合に、安全性を確保するべく、制御システム(1)は、操作者の操作が入力されるマスタ装置(10)と、マスタ装置(10)に入力された操作に応じて動作することにより所定の行為を実行するスレーブ装置(20)と、を含むとともに、制御システム(1)は、力触覚伝達部(352)と、制限部(356)と、閾値設定部(355)と、を備え、力触覚伝達部(352)は、マスタ装置(10)及びスレーブ装置(20)における力触覚の伝達を制御し、制限部(356)は、力触覚伝達部(352)が力触覚の伝達の制御に用いる制御パラメータと、該制御パラメータに対応する閾値とに基づいて、所定の行為の実行を制限し、閾値設定部(355)は、所定の行為の実行中に閾値を変更するように構成した。

Description

制御システム、制御装置、制御方法及びプログラム

　本発明は、制御システム、制御装置、制御方法及びプログラムに関する。

　従来、操作者の操作が入力されるマスタ装置と、マスタ装置に入力される操作に応じて動作するスレーブ装置とにおいて、スレーブ装置側の動作に応じた反力を、マスタ装置側に力触覚として伝達するというバイラテラル制御の技術が知られている。このようなバイラテラル制御に関する技術は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開昭６４－３４６８６号公報

　上述した特許文献１に開示されている技術等の一般的な技術では、スレーブ装置を動作させることにより所定の行為を実行すると共に、バイラテラル制御によって操作者に対して力触覚の伝達を行うことができる。

　しかしながら、一般的な技術には、所定の行為を実行した場合における安全性の確保に関して、より一層の改善の余地があると考えられる。例えば、所定の行為が、破損してはならないワークを加工する行為であったり、人体等の生体を対象とした医療行為であったりする場合には、このような安全性の確保が特に重要となる。これに対して、一般的な技術では、スレーブ装置の近傍を撮影した画像を操作者が目視することで、安全性を確保しているに過ぎなかった。

　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものである。そして、本発明の課題は、力触覚を伝達して所定の行為を実行する場合に、より安全性を確保することである。

　上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る制御システムは、
　操作者の操作が入力されるマスタ装置と、前記マスタ装置に入力された操作に応じて動作することにより所定の行為を実行するスレーブ装置と、を含む制御システムであって、
　前記マスタ装置及び前記スレーブ装置における力触覚の伝達を制御する制御手段と、
　前記制御手段が前記力触覚の伝達の制御に用いる制御パラメータと、該制御パラメータに対応する閾値とに基づいて、前記所定の行為の実行を制限する制限手段と、
　前記所定の行為の実行中に前記閾値を変更する閾値設定手段と、
　を備えることを特徴とする。

　本発明によれば、力触覚を伝達して所定の行為を実行する場合に、より安全性を確保することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る制御システム１の全体構成を示す模式図である。 制御装置３０で実行される力触覚伝達制御の基本的原理を示す模式図である。 制御システム１における制御系統のハードウェア構成を示すブロック図である。 制御装置３０を構成する情報処理装置のハードウェア構成を示す模式図である。 制御システム１の機能的構成を示すブロック図である。 制御装置３０が実行する閾値制御処理の流れを説明するフローチャートである。 所定の行為として穿刺を行い、血管の突き抜けが発生した場合に、スレーブ装置２０に入力される外力の大きさ、マスタ装置１０・スレーブ装置２０の位置、及びカテーテルの先端部の位置等の時間変化を示す模式図である。 スレーブ装置２０のカテーテルを操作者が手動で挿入した後、閾値制御処理を行う制御システム１の構成を示す模式図である。

　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

［構成］
　図１は、本発明の一実施形態に係る制御システム１の全体構成を示す模式図である。
　図１に示すように、本実施形態に係る制御システム１は、機械的に分離したマスタ装置１０とスレーブ装置２０とを含むマスタ・スレーブシステムとして構成される。一例として、本実施形態における制御システム１は、マスタ装置１０が操作者により操作されるマニピュレータを構成し、スレーブ装置２０が被検体に挿入されるエンドエフェクタを備えたカテーテルシステムを構成するものとする。

　図１において、制御システム１は、マスタ装置１０と、スレーブ装置２０と、制御装置３０と、を含んで構成され、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０と、制御装置３０とは、ネットワーク４０を介して有線または無線通信可能に構成されている。なお、制御システム１は、ディスプレイＬと、複数のカメラＣとを適宜備えることが可能である。カメラＣとして、スレーブ装置２０が挿入される被検体の外観を撮影するビデオカメラ、あるいは、Ｘ線により被検体の内部（例えば、被検体の血管や臓器）を撮影するＸ線カメラ等の種々の撮影装置を用いることができる。また、複数のカメラＣによって撮影された各種画像や、制御装置３０から出力される各種情報を表示する複数のディスプレイＬを備えることもできる。

　マスタ装置１０は、機械的に構成された従来のカテーテルに対する操作と同様の操作を受け付け、入力された操作により移動する可動部（マニピュレータの可動部材等）の位置を検出する。マスタ装置１０は、検出した可動部の位置を表す情報を制御装置３０に送信する。また、マスタ装置１０は、入力される操作に対し、制御装置３０の指示に従って、アクチュエータにより反力を出力する。

　具体的には、マスタ装置１０は、カテーテルを進退させる操作（例えば、血管内に挿入していく操作または病変付近で力触覚を検知するために微動させる操作等）、カテーテルを軸回りに回転させる操作（例えば、エンドエフェクタの向きを変化させる操作等）、及び、エンドエフェクタを動作させる操作（例えば、エンドエフェクタがバルーンである場合、これを拡張、収縮させる操作、またエンドエフェクタが鉗子等の場合、これを開閉する操作等）を受け付け、これらの操作に対する反力を付与すると共に、それぞれの操作により移動される可動部の位置を表す情報を制御装置３０に送信する。

　スレーブ装置２０は、制御装置３０の指示に従って、アクチュエータを駆動することにより、マスタ装置１０に入力された操作に対応する動作を行い、動作により移動する可動部（アクチュエータの可動子あるいはアクチュエータによって移動されるカテーテル等）の位置を検出する。スレーブ装置２０が動作することにより、スレーブ装置２０に対して環境から各種外力が入力する。この結果、スレーブ装置２０における可動部の位置は、アクチュエータの出力に対して各種外力が作用した結果を示すものとなる。そして、スレーブ装置２０は、検出した可動部の位置を表す情報を制御装置３０に送信する。ここで、スレーブ装置２０に対して環境から入力する各種外力には、例えば、被検体に挿入されたカテーテルが血管から受けるスラスト方向の抵抗力と、カテーテル先端に配置されたエンドエフェクタ等が病変や臓器や血管に接触した場合の当接力が含まれる。

　制御装置３０は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）あるいはサーバコンピュータ等の情報処理装置によって構成され、マスタ装置１０、スレーブ装置２０、ディスプレイＬ及びカメラＣを制御する。例えば、制御装置３０は、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０の可動部の位置（ロータリーエンコーダによって検出されるアクチュエータの回転角度あるいはリニアエンコーダによって検出される可動部の進退位置等）を取得し、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０の間で力触覚を伝達するための制御を実行する。

　本実施形態における制御装置３０は、マスタ装置１０とスレーブ装置２０とをマスタ・スレーブシステムとして動作させる際に、可動部の位置を表す情報（アクチュエータの可動子の位置あるいはアクチュエータによって移動される部材の位置等を表す情報）を基に算出した実空間のパラメータ（入力ベクトル）を、位置と力とを独立して取り扱うことが可能な仮想空間に座標変換（変換行列によって変換）する。すなわち、入力ベクトルが、位置と力とが互いに関連する斜交座標系の実空間から、位置と力とが互いに独立した直交座標系の仮想空間に座標変換される。座標変換によって算出されたパラメータは、仮想空間において、入力ベクトルに対応する位置及び力の状態値を表すものとなる。そして、制御装置３０は、座標変換後の仮想空間において、入力ベクトルから算出された位置及び力の状態値を、位置及び力の制御（ここでは力触覚の伝達）を行うための位置及び力それぞれの目標値に追従させる演算を行い、演算結果を実空間に戻すための逆変換（変換行列の逆行列による変換）を行う。さらに、制御装置３０は、逆変換によって取得された実空間のパラメータ（電流指令値等）に基づいて、各アクチュエータを駆動することにより、マスタ装置１０とスレーブ装置２０との間で力触覚を伝達するマスタ・スレーブシステムを実現する。

　なお、位置と速度（または加速度）あるいは角度と角速度（または角加速度）は、微積分演算により置換可能なパラメータであるため、位置あるいは角度に関する処理を行う場合、適宜、速度あるいは角速度等に置換することが可能である。

　このような構成において、本実施形態における制御システム１は、上述のようにマスタ装置１０とスレーブ装置２０との間で力触覚を伝達するマスタ・スレーブシステムを実現すると共に、閾値制御処理を行う。ここで、閾値制御処理は、力触覚を伝達して所定の行為を実行する場合に、閾値に基づいた判定を行うことにより、適切なタイミングで所定の行為の実行を制限し、安全性を確保する一連の処理である。
　具体的に、閾値制御処理において、制御システム１は、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０における力触覚の伝達を制御する。また、制御システム１は、力触覚の伝達を制御に用いる制御パラメータと、該制御パラメータに対応する閾値とに基づいて、所定の行為の実行を制限する。さらに、制御システム１は、所定の行為の実行中に閾値を変更する。

　このように、制御システム１は、力触覚の伝達に用いる制御パラメータに基づいて、所定の行為の実行を制限すべきか否かを判定する。すなわち、制御システム１は、力触覚を伝達するという、本システムの前提となる構成を利用することによって、適切なタイミングで所定の行為の実行を制限し、安全性を確保することができる。例えば、操作者が被験体の画像を目視しながら操作を行ったり、モータのトルク電流に基づいて算出したおおよその力を操作者に伝えたりするといった一般的な方法と比べて、より精度高く適切なタイミングを検出することができる。
　加えて、制御システム１は、判定基準となる閾値を一律に決定するのではなく、所定の行為の実行中に、例えば、所定の行為の実行状況等に応じて、閾値をより適切なものに動的に変更することもできる。
　従って、制御システム１によれば、力触覚を伝達して所定の行為を実行する場合に、より安全性を確保する、という課題を解決することができる。

　図２は、制御装置３０で実行される力触覚伝達制御の基本的原理を示す模式図である。
　図２に示す基本的原理は、可動部の位置を表す情報（可動部の現在位置）を入力として、速度あるいは力の少なくとも一方の領域における演算を行うことにより、アクチュエータの動作を決定するものである。
　すなわち、本発明の基本的原理は、制御対象システムＳと、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴと、理想力源ブロックＦＣあるいは理想速度源ブロックＰＣの少なくとも１つと、逆変換ブロックＩＦＴとを含む制御則として表される。

　制御対象システムＳは、アクチュエータを備えるマスタ装置１０あるいはスレーブ装置２０であり、加速度等に基づいてアクチュエータの制御を行う。ここで、上述したように、加速度、速度及び位置は、微積分によって相互に換算可能な物理量であるため、加速度、速度及び位置のいずれを用いて制御することとしてもよい。ここでは、主として、位置から算出される速度を用いて制御則を表現するものとする。

　機能別力・速度割当変換ブロックＦＴは、制御対象システムＳの機能に応じて設定される速度及び力の領域への制御エネルギーの変換を定義するブロックである。具体的には、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴでは、制御対象システムＳの機能の基準となる値（基準値）と、可動部の現在位置とを入力とする座標変換が定義されている。この座標変換は、一般に、基準値及び現在速度を要素とする入力ベクトルを速度の制御目標値を算出するための速度からなる出力ベクトルに変換すると共に、基準値及び現在の力を要素とする入力ベクトルを力の制御目標値を算出するための力からなる出力ベクトルに変換するものである。具体的には、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴにおける座標変換は、次式（１）及び（２）のように一般化して表される。

　ただし、式（１）において、ｘ’₁～ｘ’_n（ｎは１以上の整数）は速度の状態値を導出するための速度ベクトルであり、ｘ’_a～ｘ’_m（ｍは１以上の整数）は、基準値及びアクチュエータの作用に基づく速度（アクチュエータの可動子の速度またはアクチュエータが移動させる部材の速度）を要素とするベクトル、ｈ_1a～ｈ_nmは機能を表す変換行列の要素である。また、式（２）において、ｆ’’₁～ｆ’’_n（ｎは１以上の整数）は力の状態値を導出するための力ベクトルであり、ｆ’’_a～ｆ’’_m（ｍは１以上の整数）は、基準値及びアクチュエータの作用に基づく力（アクチュエータの可動子の力またはアクチュエータが移動させる部材の力）を要素とするベクトルである。

　機能別力・速度割当変換ブロックＦＴにおける座標変換を、実現する機能に応じて設定することにより、各種動作を実現したり、スケーリングを行ったりすることができる。
　すなわち、本発明の基本的原理では、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴにおいて、アクチュエータ単体の変数（実空間上の変数）を、実現する機能を表現するシステム全体の変数群（仮想空間上の変数）に“変換”し、速度の制御エネルギーと力の制御エネルギーとに制御エネルギーを割り当てる。換言すると、本発明の基本的原理では、速度と力とが互いに関連する座標空間から、速度と力とが互いに独立した座標空間に変換した上で、速度及び力の制御に関する演算を行う。そのため、アクチュエータ単体の変数（実空間上の変数）のまま制御を行う場合と比較して、速度の制御エネルギーと力の制御エネルギーとを独立に与えることが可能となっている。

　理想力源ブロックＦＣは、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴによって定義された座標変換に従って、力の領域における演算を行うブロックである。理想力源ブロックＦＣにおいては、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴによって定義された座標変換に基づく演算を行う際の力に関する目標値が設定されている。この目標値は、実現される機能に応じて固定値または可変値として設定される。例えば、基準値が示す機能と同様の機能を実現する場合には、目標値としてゼロを設定したり、スケーリングを行う場合には、実現する機能を示す情報を拡大・縮小した値を設定したりできる。

　理想速度源ブロックＰＣは、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴによって定義された座標変換に従って、速度の領域における演算を行うブロックである。理想速度源ブロックＰＣにおいては、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴによって定義された座標変換に基づく演算を行う際の速度に関する目標値が設定されている。この目標値は、実現される機能に応じて固定値または可変値として設定される。例えば、基準値が示す機能と同様の機能を実現する場合には、目標値としてゼロを設定したり、スケーリングを行う場合には、実現する機能を示す情報を拡大・縮小した値を設定したりできる。

　逆変換ブロックＩＦＴは、速度及び力の領域の値を制御対象システムＳへの入力の領域の値（例えば電圧値または電流値等）に変換するブロックである。
　このような基本的原理により、制御対象システムＳのアクチュエータにおける位置の情報が機能別力・速度割当変換ブロックＦＴに入力されると、位置の情報に基づいて得られる速度及び力の情報を用いて、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴにおいて、機能に応じた位置及び力の領域それぞれの制御則が適用される。そして、理想力源ブロックＦＣにおいて、機能に応じた力の演算が行われ、理想速度源ブロックＰＣにおいて、機能に応じた速度の演算が行われ、力及び速度それぞれに制御エネルギーが分配される。

　理想力源ブロックＦＣ及び理想速度源ブロックＰＣにおける演算結果は、制御対象システムＳの制御目標を示す情報となり、これらの演算結果が逆変換ブロックＩＦＴにおいてアクチュエータの入力値とされて、制御対象システムＳに入力される。
　その結果、制御対象システムＳのアクチュエータは、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴによって定義された機能に従う動作を実行し、目的とする装置の動作が実現される。

　また、スケーリング（力あるいは位置の増幅や縮小）を伴う力触覚伝達機能が実現される場合、図２における機能別力・速度割当変換ブロックＦＴにおける座標変換は、次式（３）及び（４）として表される。

　ただし、式（３）において、ｘ’_pは速度の状態値を導出するための速度、ｘ’_fは力の状態値に関する速度である。また、ｘ’_mは基準値（マスタ装置１０からの入力）の速度（マスタ装置１０の現在位置の微分値）、ｘ’_sはスレーブ装置２０の現在の速度（現在位置の微分値）である。また、式（４）において、ｆ_pは速度の状態値に関する力、ｆ_fは力の状態値を導出するための力である。また、ｆ_mは基準値（マスタ装置１０からの入力）の力、ｆ_sはスレーブ装置２０の現在の力である。

　式（３）及び式（４）に示す座標変換とした場合、スレーブ装置２０の位置がα倍（αは正数）、スレーブ装置２０の力がβ倍（βは正数）されて、マスタ装置１０に伝達されることとなる。そして、例えば、α＝１、且つ、β＝１とすることにより、力触覚が増幅（すなわち、拡大）や減衰（すなわち、縮小）することなく伝達される。一方で、例えば、このαの値及びβの値を目的に応じて設定することにより、伝達される力触覚を増幅（すなわち、拡大）したり、減衰（すなわち、縮小）したりするというスケーリングを実現することが可能となる。
　このようなスケーリングを伴う力・触覚伝達機能によって、例えば、閾値制御処理を実行する際に、マスタ装置１０から伝達される力触覚を極めて縮小する等の方法でスレーブ装置２０の動作を抑制することで、所定の行為の実行を制限することが可能となる。

　さらに、位置の制限を伴う力・触覚伝達機能が実現される場合、図２における機能別力・速度割当変換ブロックＦＴにおける座標変換は、次式（５）～（８）として表される。
　なお、このような機能を実現する場合、以下のような条件を考慮することが適当である。
・速度次元まで連続であること（ヤコビ行列の存在条件）
・制限後の位置が元の位置の単調増加関数であること（安定性の条件）
・ｘ_s＜ａの時にはｘ_s＝ｘ_shatもしくはｘ_s≒ｘ_shat（ｘ_shatは式（７）及び式（８）において機能別力・速度割当変換ブロックＦＴに含まれるパラメータ）
（安全領域での制御性能を保証する条件）
・飽和関数であること（ポジションリミットを実現する条件）
　これらの条件を満たす他の関数として、atan関数を採用することも可能である。

　式（５）～式（８）に示す座標変換とした場合、スレーブ装置２０の位置がａ未満の場合、式（５）、（６）の座標変換を適用することにより、スレーブ装置２０とマスタ装置１９とは同様の位置に制御される。一方、スレーブ装置２０の位置がａ以上の場合、式（７）、（８）の座標変換を適用することにより、スケーリング機能が作用し、スレーブ装置２０は、マスタ装置１０に入力される操作者の操作に関わらず、（１／ｂ＋ａ）の位置を超えないように制御される。
　このような位置の制限を伴う力・触覚伝達機能によって、例えば、閾値制御処理を実行する際に、位置の制限によりスレーブ装置２０の動作を抑制することで、所定の行為の実行を制限することが可能となる。

［ハードウェア構成］
　次に、制御システム１における制御系統のハードウェア構成について説明する。
　図３は、制御システム１における制御系統のハードウェア構成を示すブロック図である。
　図３に示すように、制御システム１は、制御系統のハードウェア構成として、ＰＣあるいはサーバコンピュータ等の情報処理装置によって構成される制御装置３０と、マスタ装置１０の制御ユニット１０１と、通信ユニット１０２と、挿入用アクチュエータ１０３と、検知用アクチュエータ１０４と、回転用アクチュエータ１０５と、操作用アクチュエータ１０６と、リニアエンコーダ１０７，１０８と、ロータリーエンコーダ１０９，１１０と、ドライバ１１１～１１４と、スレーブ装置２０の制御ユニット２０１と、通信ユニット２０２と、挿入用アクチュエータ２０３と、検知用アクチュエータ２０４と、回転用アクチュエータ２０５と、操作用アクチュエータ２０６と、リニアエンコーダ２０７，２０８と、ロータリーエンコーダ２０９，２１０と、ドライバ２１１～２１４と、ディスプレイＬと、カメラＣと、を備えている。

　マスタ装置１０の制御ユニット１０１は、プロセッサ及びメモリ等を備えるマイクロコンピュータによって構成され、マスタ装置１０の動作を制御する。例えば、制御ユニット１０１は、制御装置３０から送信される制御パラメータに従って、マスタ装置１０の挿入用アクチュエータ１０３、検知用アクチュエータ１０４、回転用アクチュエータ１０５及び操作用アクチュエータ１０６の駆動を制御する。
　通信ユニット１０２は、ネットワーク４０を介してマスタ装置１０が他の装置との間で行う通信を制御する。

　挿入用アクチュエータ１０３は、例えば直動型モータによって構成され、制御ユニット１０１の指示に従って、操作者がマスタ装置１０に入力する、カテーテルを血管内に挿入していくために進退させる操作に対して、反力を付与する。
　検知用アクチュエータ１０４は、例えばボイスコイルモータによって構成され、制御ユニット１０１の指示に従って、操作者がマスタ装置１０に入力する、カテーテルを病変付近で処置のために進退させる操作に対して、反力を付与する。
　本実施形態においては、挿入用アクチュエータ１０３の方が検知用アクチュエータ１０４に比べて長いストロークを有する一方、検知用アクチュエータ１０４の方が挿入用アクチュエータ１０３に比べて高精度な位置及び力の制御を行うことが可能となっている。
　回転用アクチュエータ１０５は、例えば回転型モータによって構成され、制御ユニット１０１の指示に従って、操作者がマスタ装置１０を進退方向に沿う回転軸周りに回転させる操作に対して、反力を付与する。
　操作用アクチュエータ１０６は、例えば回転型モータによって構成され、制御ユニット１０１の指示に従って、操作者がエンドエフェクタを動作させるためのレバー（把持部）等に入力した操作に対して、反力を付与する。

　リニアエンコーダ１０７は、挿入用アクチュエータ１０３の可動子の位置（直動軸における進退位置）を検出する。
　リニアエンコーダ１０８は、検知用アクチュエータ１０４の可動子の位置（直動軸における進退位置）を検出する。
　ロータリーエンコーダ１０９は、回転用アクチュエータ１０５の可動子の位置（回転角度）を検出する。
　ロータリーエンコーダ１１０は、操作用アクチュエータ１０６の可動子の位置（回転角度）を検出する。

　ドライバ１１１は、制御ユニット１０１の指示に従って、挿入用アクチュエータ１０３に駆動電流を出力する。
　ドライバ１１２は、制御ユニット１０１の指示に従って、検知用アクチュエータ１０４に駆動電流を出力する。
　ドライバ１１３は、制御ユニット１０１の指示に従って、回転用アクチュエータ１０５に駆動電流を出力する。
　ドライバ１１４は、制御ユニット１０１の指示に従って、操作用アクチュエータ１０６に駆動電流を出力する。

　スレーブ装置２０の制御ユニット２０１は、プロセッサ及びメモリ等を備えるマイクロコンピュータによって構成され、スレーブ装置２０の動作を制御する。例えば、制御ユニット２０１は、制御装置３０から送信される制御パラメータに従って、スレーブ装置２０の挿入用アクチュエータ２０３、検知用アクチュエータ２０４、回転用アクチュエータ２０５及び操作用アクチュエータ２０６の駆動を制御する。
　通信ユニット２０２は、ネットワーク４０を介してスレーブ装置２０が他の装置との間で行う通信を制御する。

　挿入用アクチュエータ２０３は、例えば直動型モータによって構成され、制御ユニット２０１の指示に従って、操作者がマスタ装置１０に入力した、カテーテルを血管内に挿入していくために進退させる操作に応じて、スレーブ装置２０のカテーテルを進退させる。
　検知用アクチュエータ２０４は、例えばボイスコイルモータによって構成され、制御ユニット２０１の指示に従って、操作者がマスタ装置１０に入力した、カテーテルを病変付近で処置のために進退させる操作に応じて、スレーブ装置２０のカテーテルを進退させる。
　本実施形態においては、挿入用アクチュエータ２０３の方が検知用アクチュエータ２０４に比べて長いストロークを有する一方、検知用アクチュエータ２０４の方が挿入用アクチュエータ２０３に比べて高精度な位置及び力の制御を行うことが可能となっている。
　回転用アクチュエータ２０５は、例えば回転型モータによって構成され、制御ユニット２０１の指示に従って、操作者がマスタ装置１０に入力した操作に応じて、スレーブ装置２０のカテーテルを進退方向に沿う回転軸周りに回転させる。
　操作用アクチュエータ２０６は、例えば回転型モータによって構成され、制御ユニット２０１の指示に従って、操作者がマスタ装置１０に入力した操作に応じて、エンドエフェクタを動作（拡張、収縮動作や開閉動作等）させる。

　リニアエンコーダ２０７は、挿入用アクチュエータ２０３の可動子の位置（直動軸における進退位置）を検出する。
　リニアエンコーダ２０８は、検知用アクチュエータ２０４の可動子の位置（直動軸における進退位置）を検出する。
　ロータリーエンコーダ２０９は、回転用アクチュエータ２０５の可動子の位置（回転角度）を検出する。
　ロータリーエンコーダ２１０は、操作用アクチュエータ２０６の可動子の位置（回転角度）を検出する。

　ドライバ２１１は、制御ユニット２０１の指示に従って、挿入用アクチュエータ２０３に駆動電流を出力する。
　ドライバ２１２は、制御ユニット２０１の指示に従って、検知用アクチュエータ２０４に駆動電流を出力する。
　ドライバ２１３は、制御ユニット２０１の指示に従って、回転用アクチュエータ２０５に駆動電流を出力する。
　ドライバ２１４は、制御ユニット２０１の指示に従って、操作用アクチュエータ２０６に駆動電流を出力する。

　ディスプレイＬは、マスタ装置１０の操作者が画面を視認できる場所に設置され、制御装置３０によって表示を指示された画像（カメラＣによって撮影された被検体の可視光画像あるいはＸ線画像等）や、制御装置３０によって表示を指示された情報を表示する。
　カメラＣは、スレーブ装置２０がカテーテルを挿入する被検体を撮影可能な場所に設置され、被検体の画像（可視光画像あるいはＸ線画像等）を撮影し、撮影した画像を制御装置３０に送信する。

　図４は、制御装置３０を構成する情報処理装置のハードウェア構成を示す模式図である。
　図４に示すように、制御装置３０は、プロセッサ３１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）３１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）３１３と、バス３１４と、入力部３１５と、出力部３１６と、記憶部３１７と、通信部３１８と、ドライブ３１９と、を備えている。

　プロセッサ３１１は、ＲＯＭ３１２に記録されているプログラム、または、記憶部３１７からＲＡＭ３１３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。
　ＲＡＭ３１３には、プロセッサ３１１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。

　プロセッサ３１１、ＲＯＭ３１２及びＲＡＭ３１３は、バス３１４を介して相互に接続されている。バス３１４には、入力部３１５、出力部３１６、記憶部３１７、通信部３１８及びドライブ３１９が接続されている。

　入力部３１５は、各種ボタン等で構成され、指示操作に応じて各種情報を入力する。
　出力部３１６は、ディスプレイやスピーカ等で構成され、画像や音声を出力する。
　なお、制御装置３０がスマートフォンやタブレット端末として構成される場合には、入力部３１５と出力部３１６のディスプレイとを重ねて配置し、タッチパネルを構成することとしてもよい。
　記憶部３１７は、ハードディスクあるいはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、各サーバで管理される各種データを記憶する。
　通信部３１８は、ネットワークを介して制御装置３０が他の装置との間で行う通信を制御する。

　ドライブ３１９には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリ等よりなる、リムーバブルメディア３３１が適宜装着される。ドライブ３１９によってリムーバブルメディア３３１から読み出されたプログラムは、必要に応じて記憶部３１７にインストールされる。

［機能的構成］
　次に、制御システム１の機能的構成について説明する。
　図５は、制御システム１の機能的構成を示すブロック図である。
　図５に示すように、制御システム１では、制御装置３０が各種処理を実行することにより、プロセッサ３１１において、センサ情報取得部３５１と、力触覚伝達部３５２と、判定用データ取得部３５３と、モード設定部３５４と、閾値設定部３５５と、制限部３５６と、が機能する。また、記憶部３１７には、制御パラメータ記憶部３７１と、閾値記憶部３７２と、が形成される。

　制御パラメータ記憶部３７１は、制御装置３０がマスタ装置１０とスレーブ装置２０との間で力触覚を伝達する制御において取得された制御パラメータを時系列に記憶する。本実施形態において、制御パラメータとして記憶される情報は、力触覚の伝達制御で取得される種々のパラメータとすることが可能であり、力触覚の伝達制御が再現可能な各種情報含むことができる。例えば、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０において取得されるセンサ情報、これらのセンサ情報を座標変換した状態値、各アクチュエータへの電流指令値あるいは力触覚の伝達制御のために制御装置３０に設定される各種設定値等を制御パラメータとして記憶することができる。

　閾値記憶部３７２は、所定の行為を制限するか否かを判定するための閾値を記憶する。本実施形態では、スレーブ装置２０が動作することにより、スレーブ装置２０に対して環境から入力された各種外力を示す値（以下、「力の制御パラメータ値」と称する。）と、閾値とに基づいて、所定の行為を制限するか否かを判定する。したがって、閾値記憶部３７２は、この力の制御パラメータ値に対して閾値として設定された絶対値を記憶する。なお、閾値が複数設定される場合には、閾値記憶部３７２は、この複数の閾値を全て記憶する。

　センサ情報取得部３５１は、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０に設置された各種センサによって検出されたセンサ情報を取得する。例えば、センサ情報取得部３５１は、リニアエンコーダ１０７，１０８，２０７，２０８及びロータリーエンコーダ１０９，１１０，２０９，２１０によって検出された各アクチュエータの可動子の位置（進退位置または回転角度）を示す情報を取得する。また、センサ情報取得部３５１は、取得したセンサ情報を時系列のデータとして、制御パラメータ記憶部３７１に記憶する。

　力触覚伝達部３５２は、図２に示す制御アルゴリズムに従って、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０における力触覚の伝達を制御する。例えば、力触覚伝達部３５２は、閾値制御処理において、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０の対応する動作のためのアクチュエータ間で力触覚を伝達する制御を実行する。

　判定用データ取得部３５３は、各種データに対して演算や解析等することにより、モード設定部３５４、閾値設定部３５５、及び制限部３５６のそれぞれが判定を行うために用いる判定用データを取得する。また、判定用データ取得部３５３は、取得した判定用データを、これら各機能ブロックに対して出力する。

　具体的に、判定用データ取得部３５３は、判定用データとして、力の制御パラメータ値を取得する。この力の制御パラメータ値は、質量と加速度との積として算出できる。そこで、判定用データ取得部３５３は、制御パラメータ記憶部３７１が制御パラメータとして記憶する、センサ情報取得部３５１が取得したセンサ情報や、図２に示す制御アルゴリズムにおいて機能別力・速度割当変換ブロックＦＴが行う座標変換の結果に対応する情報に基づいて、リアルタイムに積分等の演算を行うことで力の制御パラメータ値を取得する。
　なお、判定用データ取得部３５３は、力の制御パラメータ値として、瞬時値を取得することや、移動平均等の算術演算で得られる値を取得すること等が可能である。また、判定用データ取得部３５３は、瞬時値の波形に対して帯域制限フィルタを用いたフィルタ処理を施した上で、力の制御パラメータ値を取得することとしてもよい。

　他にも、判定用データ取得部３５３は、判定用データとして、カメラＣによって撮影された画像の解析結果を取得する。例えば、判定用データ取得部３５３は、カメラＣによって撮影された画像に基づいて、カテーテルの先端と病変との距離を算出する。カメラＣによって撮影された画像からカテーテルの先端と病変との距離を算出することで、人間が視覚的に判断する場合と同様の基準で、カテーテルの病変に対する接近を判定することができる。なお、カテーテルの先端と病変との距離を取得する場合、各種センサを用いることが可能であり、例えば、カテーテルの先端に磁気検出用のマーカーを備え、被検体の外部から磁気センサによってカテーテルの位置を検出して、病変との距離を取得することとしてもよい。また、被検体の内部にカテーテルの先端位置を検出するためのセンサを予め設置しておき、このセンサによってカテーテルの先端位置を検出して、病変との距離を取得することとしてもよい。

　他にも、例えば、判定用データ取得部３５３は、判定用データとして、カメラＣによって撮影された画像の解析結果に基づいて、カテーテルの先端が挿入されている血管の太さを算出する。カテーテルを挿入する場合、血管が細くなるほど繊細に挿入することが求められる。そこで、カメラＣによって撮影された画像からカテーテルの先端が挿入されている血管の太さを算出することで、どの程度の繊細さでカテーテルを挿入するべきか判定することができる。

　他にも、判定用データ取得部３５３は、判定用データとして、操作者等からの入力部３１５を介した入力操作や、通信部３１８を介した外部装置（例えば、マスタ装置１０）からの通信による入力操作により、所定の行為に関する各種情報を取得する。所定の行為に関する各種情報とは、例えば、所定の行為を実行するために用いられるデバイスの属性、所定の行為の実行対象の属性、及び前記所定の行為の行為内容等である。本実施形態の例であれば、デバイスの属性としては、例えば、カテーテルの材質や、カテーテルの断面積や、エンドエフェクタの種類等が取得される。また、実行対象の属性としては、被検体となる人物の年齢や持病の有無等の、血管に影響を及ぼす身体的特性が取得される。さらに、所定の行為の行為内容としては、カテーテルを挿入する部位や病変が存在する部位の情報や、カテーテルを挿入する長さ等が取得される。

　そして、判定用データ取得部３５３は、これらの取得した判定用データを、判定用データの種類に応じて、モード設定部３５４、閾値設定部３５５、及び制限部３５６のそれぞれに対して出力する。

　モード設定部３５４は、判定用データ取得部３５３が取得した判定用データに基づいた判定を行うことにより、挿入モードと検知モードとを切り替える。
　「挿入モード」は、スレーブ装置２０においてカテーテルを進退させるために挿入用アクチュエータ２０３を用いると共に、マスタ装置１０の挿入用アクチュエータ１０３との間で力触覚の伝達を行うモードである。「挿入モード」は、例えば、操作者が被検体にカテーテルを挿入し、カテーテルの先端が病変付近に到達するまでに設定されるモードである。
　「検知モード」は、スレーブ装置２０においてカテーテルを進退させるために検知用アクチュエータ２０４を用いると共に、マスタ装置１０の検知用アクチュエータ１０４との間で力触覚の伝達を行うモードである。「検知モード」は、例えば、操作者が被検体にカテーテルを挿入し、カテーテルの先端が病変付近に到達した後に設定されるモードである。

　上述したように、本実施形態では、挿入用アクチュエータ１０３，２０３の方が検知用アクチュエータ１０４，２０４に比べて長いストロークを有する一方、検知用アクチュエータ１０４，２０４の方が挿入用アクチュエータ１０３，２０３に比べて高精度な位置及び力の制御を行うことが可能となっている。したがって、「検知モード」は、「挿入モード」に対して、操作者がスレーブ装置２０に入力される微細な外力を感じ取る必要がある状況で用いられる。

　カテーテルを被検体に挿入した場合、例えば、動脈内を進行させている状態と、狭窄している心臓等の病変部位に到達した状態とでは、環境から入力される各種外力が変化するので、これに伴い力の制御パラメータ値も変化する。そこで、モード設定部３５４は、判定用データとして力の制御パラメータ値に基づいてカテーテルの挿入状態を判定し、挿入モードと検知モードとを切り替える。この場合、例えば、モード設定部３５４は、力の制御パラメータ値が所定値未満の場合に挿入モードに切り替え、所定値以上大きくなった場合に検知モードに切り替える。

　他にも、モード設定部３５４は、判定用データとしてカメラＣの画像を解析等することで取得されたカテーテルの先端と病変との距離に基づいて、カテーテルの先端が病変付近に到達していない場合に挿入モードに切り替え、病変付近に到達した場合に検知モードに切り替えるようにしてもよい。
　他にも、モード設定部３５４は、操作者等からの入力部３１５を介したモード切替操作や、通信部３１８を介した外部装置（例えば、マスタ装置１０）からの通信によるモード切替操作に基づいて、挿入モードと検知モードを切り替えるようにしてもよい。

　閾値設定部３５５は、検知モードにおいて、制限部３５６が所定の行為を制限するか否かを判定するための閾値を設定する。そして、閾値設定部３５５は、設定した閾値を閾値記憶部３７２に記憶させる。上述したように、閾値は、力の制御パラメータ値に対して設定された絶対値である。

　閾値設定部３５５は、まず閾値の初期値を設定する。この初期値は、例えば、過去に被検体または被検体を模した生体モデルに対してカテーテルを挿入した際の、実測値、統計値またはシミュレーションにより得られる推定値等に基づいて設定することができる。

　また、閾値設定部３５５は、判定用データに基づいて、閾値を一律にこの初期値のままとするのではなく、所定の行為の実行中に、例えば、所定の行為の実行状況等に応じて、閾値をより適切なものに動的に変更する。例えば、判定用データに含まれる、カテーテルの先端が挿入されている血管の太さに応じて、閾値をより適切なものに動的に変更する。上述したように、カテーテルを挿入する場合、血管が細くなるほど繊細に挿入することが求められる。そこで、閾値設定部３５５は、カテーテルの先端が挿入されている血管の太さが細くなった場合に、閾値をより小さな値に変更する。あるいは、カテーテルの先端が挿入されている血管の太さが太くなった場合に、閾値をより大きな値とする。

　また、閾値設定部３５５は、判定用データに含まれるデバイスの属性や実行対象の属性や所定の行為の行為内容といった、所定の行為に関する各種情報に基づいて、この初期値や変更後の値を、異ならせるようにしてもよい。例えば、デバイスの属性であるカテーテルの断面積が広いほど、初期値や変更後の値を高く設定するようにしてもよい。他にも、例えば、所定の行為の実行対象となる被検体が高齢である場合や動脈硬化等の血管に関する特性がある場合に、閾値をより小さな値に設定するようにしてもよい。

　さらに、閾値設定部３５５は、制限部３５６が、様々な方法で段階的に所定の行為の制限ができるように、閾値を段階的に複数設定するようにしてもよい。例えば、第１の閾値と、この第１の閾値よりも大きな値である第２の閾値を設定するようにしてもよい。この場合、第１の閾値と第２の閾値の値の双方を適宜変更するようにしてもよい。

　制限部３５６は、検知モードにおいて、所定の行為を制限するか否かを判定し、判定結果に基づいて、所定の行為の実行を制限する。制限部３５６による判定は、判定用データである力の制御パラメータ値と、閾値設定部３５５が設定して閾値記憶部３７２に記憶させた閾値とを比較することにより行われる。そして、制限部３５６は、力の制御パラメータ値が閾値を超えた場合（すなわち、環境から入力された各種外力が大きくなりすぎた場合）に、所定の行為の実行を制限する。このように、力の制御パラメータ値が閾値を超えた場合というのは、操作者によるマスタ装置１０の操作が適切に行われておらず、カテーテルの先端に配置されたエンドエフェクタ等が、病変や臓器や血管に強く接触し、当接力が増大している場合であると想定される。したがって、このまま所定の行為（ここでは、カテーテルの挿入）が継続されると、カテーテルが血管を突き抜ける等の予期せぬ不適切な事態が発生してしまうおそれがある。

　そこで、制限部３５６は、このような場合に、安全性を確保するため所定の行為の実行を制限する。例えば、制限部３５６は、力触覚伝達部３５２による力触覚の伝達の制御を利用して所定の行為の実行を制限するようにする。この場合、例えば、式（３）及び（４）を参照して説明したスケーリング（力あるいは位置の増幅や縮小）を伴う力触覚伝達機能によって、マスタ装置１０からスレーブ装置２０に対して伝達される力触覚を極めて縮小する等の方法でスレーブ装置２０の動作を抑制することで、所定の行為の実行を制限する。あるいは、式（５）～（８）を参照して説明した位置の制限を伴う力・触覚伝達機能によって、力の制御パラメータ値が閾値を超えた位置以上カテーテルが進行しないが退行はできるようにスレーブ装置２０の動作を抑制することで、所定の行為の実行を制限する。
　あるいは、制限部３５６は、例えば、スレーブ装置２０の各アクチュエータに対して入力される、逆変換ブロックＩＦＴの出力（例えば、電圧値または電流値等）をゼロとすることにより、スレーブ装置２０の動作を停止させることで、所定の行為の実行を制限する。

　また、制限部３５６は、操作者に対して警告を出力することにより、操作者にマスタ装置１０への操作を中止等させて、マスタ装置１０において所定の行為の実行を制限する。警告は、例えば、ディスプレイＬに警告内容を示すテキストや画像を表示することにより実現できる。あるいは、出力部３１６に含まれるスピーカから警告音を発報することにより警告を実現することもできる。

　さらに、制限部３５６は、閾値設定部３５５により閾値が複数設定されている場合には、所定の行為の実行を制限する方法を複数の方法から選択するようにしてもよい。例えば、力の制御パラメータ値が、第１の閾値を超えた場合には警告を出力するという方法を選択し、それにも関わらず、より大きな第２の閾値を超えた場合にはスレーブ装置２０の動作を抑制するという方法を選択する。これにより、所定の行為の実行状況等に応じて、様々な方法で段階的に制限を行うことができる。また、この場合に、例えば、閾値を３つ以上設定し、第１の閾値を超えた場合には警告内容を示すテキストを表示し、第２の閾値を超えた場合には警告音さらに発報し、第３の閾値を超えた場合にスレーブ装置２０の動作を抑制するというような、より段階的な制限を行うようにしてもよい。

［動作］
　次に、制御システム１の動作を説明する。

［閾値制御処理］
　図６は、制御装置３０が実行する閾値制御処理の流れを説明するフローチャートである。
　閾値制御処理は、操作者からの入力部３１５を介した閾値制御処理の実行指示操作や、通信部３１８を介した外部装置（例えば、マスタ装置１０）からの通信による閾値制御処理の実行指示がなされることに対応して開始される。本実施形態において、閾値制御処理を開始する場合、スレーブ装置２０の動作を補助する補助者が手動により、または、マスタ装置１０からの遠隔的な操作により、カテーテルの先端が所定距離だけ被検体に挿入された状態（例えば、１～１０［ｃｍ］程度挿入された状態）において開始するものとする。これにより、挿入初期の外力の変化が大きい状態において、制御装置３０の制御が不安定化することを抑制できる。

　ステップＳ１１において、モード設定部３５４は、挿入モードに設定をする。
　ステップＳ１２において、センサ情報取得部３５１は、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０に設置された各種センサによって検出されたセンサ情報の取得を開始する。このセンサ情報の取得は、本処理が終了するまでの間、他のステップと並行して行われる。また、この取得されたセンサ情報は、時系列のデータとして制御パラメータ記憶部３７１に記憶される。

　ステップＳ１３において、力触覚伝達部３５２は、センサ情報に基づいた力触覚の伝達の制御を開始する。この力触覚の伝達の制御は、本処理が終了するまでの間、他のステップと並行して行われる。

　ステップＳ１４において、判定用データ取得部３５３は、各種データに対して演算や解析等することにより、判定用データの取得を開始する。この判定用データの取得は、本処理が終了するまでの間、他のステップと並行して行われる。また、判定用データ取得部３５３は、取得した判定用データを、モード設定部３５４、閾値設定部３５５、及び制限部３５６に対して出力する。

　ステップＳ１５において、モード設定部３５４は、判定用データに基づいて、モードを切り替えるか否かを判定する。モードを切り替える場合は、ステップＳ１５においてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１６に進む。一方で、モードを切り替えない場合は、ステップＳ１５においてＮｏと判定され、処理はステップＳ１７に進む。

　ステップＳ１６において、モード設定部３５４はモードを切り替える。すなわち、挿入モードに設定されているのであれば検知モードに切り替わるように設定し、検知モードに設定されているであれば挿入モードに切り替わるように設定する。

　ステップＳ１７において、閾値設定部３５５は、現在の設定されているモードが挿入モードであるのか、それとも検知モードであるのかを判定する。検知モードである場合は、ステップＳ１７において「検知モード」と判定され、処理はステップＳ１８に進む。一方で、挿入モードである場合は、ステップＳ１７において「挿入モード」と判定され、処理はステップＳ２３に進む。

　ステップＳ１８において、閾値設定部３５５は、力の制御パラメータ値に対する閾値を初期値に設定する。この設定された閾値は、閾値記憶部３７２に記憶される。

　ステップＳ１９において、閾値設定部３５５は、判定用データに基づいて、閾値を変更するか否かを判定する。閾値を変更する場合は、ステップＳ１９においてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ２０に進む。一方で、閾値を変更しない場合は、ステップＳ１９においてＮｏと判定され、処理はステップＳ２１に進む。

　ステップＳ２０において、閾値設定部３５５は、閾値を変更する。この変更された閾値は、閾値記憶部３７２に記憶される。

　ステップＳ２１において、制限部３５６は、判定用データに含まれる力の制御パラメータ値と、閾値設定部３５５が設定し閾値記憶部３７２に記憶させた閾値とに基づいて、所定の行為の実行を制限するか否かを判定する。所定の行為の実行を制限する場合は、ステップＳ２１においてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ２２に進む。一方で、所定の行為の実行を制限しない場合は、ステップＳ２１においてＮｏと判定され、処理はステップＳ２３に進む。

　ステップＳ２２において、制限部３５６は、所定の行為の実行を制限する。なお、閾値が複数設定されている場合には、制限部３５６は、ステップＳ２３において力の制御パラメータ値が超えたと判定されたもっとも大きな閾値に対応する方法で、所定の行為の実行を制限する。

　ステップＳ２３において、力触覚伝達部３５２は、本処理を終了する条件である終了条件が満たされたか否かを判定する。終了条件は、例えば、操作者からの入力部３１５を介した閾値制御処理の終了指示操作や、通信部３１８を介した外部装置（例えば、マスタ装置１０）からの通信による閾値制御処理の終了指示がなされることや、制限部３５６による所定の行為の実行の制限によりスレーブ装置２０の動作が抑制されたことである。終了条件が満たされた場合は、ステップＳ２３においてＹｅｓと判定され、本処理は終了する。一方で、終了条件が満たされていない場合は、ステップＳ２３においてＮｏと判定され、処理はステップＳ１５に戻り繰り返される。

　以上説明した閾値制御処理によれば、力触覚の伝達に用いる制御パラメータに基づいて、所定の行為の実行を制限すべきか否かを判定する。すなわち、閾値制御処理では、力触覚を伝達するという、本システムの前提となる構成を利用することによって、適切なタイミングで所定の行為の実行を制限し、安全性を確保することができる。
　加えて、閾値制御処理によれば、判定基準となる閾値を一律に決定するのではなく、所定の行為の実行中に、例えば、所定の行為の実行状況等に応じて、閾値をより適切なものに動的に変更することもできる。
　従って、閾値制御処理によれば、力触覚を伝達して所定の行為を実行する場合に、より安全性を確保する、という課題を解決することができる。

［効果の検証］
　図７は、上述の実施形態において、所定の行為としてカテーテルを挿入している場合であって、血管を突き抜けて穿孔してしまった場合に、スレーブ装置２０に入力される外力の大きさ、マスタ装置１０・スレーブ装置２０の位置、及びカテーテルの先端部の位置等の時間変化を示す模式図である。
　図７（Ａ）において、横軸は時間［Ｓ］を表し、縦軸はスレーブ装置２０に入力される外力の大きさを示す力の制御パラメータ値［Ｎ］を表している。また、図７（Ｂ）において、横軸は時間［Ｓ］を表し、縦軸は、センサ情報として検出されたマスタ装置１０・スレーブ装置２０の位置［Ｍ］を表している。さらに、図７（Ｃ）において、横軸は時間［Ｓ］を表し、縦軸は、カテーテル先端部の位置［Ｍ］を表している。
　また、図７（Ｄ－１）から図７（Ｄ―５）までは、カテーテル先端部と、カテーテルが挿入されている血管における血管の内壁との位置関係の時間変化を表している。

　図７（Ａ）に示すように、期間Ｐ１では、血管内へのカテーテルの挿入の継続に伴い、カテーテルが被検体内の定常的な環境（動脈内等）を進行し、血管の内壁等からの外力を示す力の制御パラメータ値は、ほぼ一定の大きさで推移する。この場合、カテーテル先端部と、血管の内壁との位置関係は、図７（Ｄ－１）に示すようになる。
　しかしながら、操作者によるマスタ装置１０の操作が適切に行われておらず、カテーテルの先端部が、図７（Ｄ－２）に示すように血管の内壁に接触してしまうと、当接力が強くなり、期間Ｐ２として示すように推移する。具体的に、図７（Ａ）に示すように、期間Ｐ２では、力の制御パラメータ値が、徐々に増大する（図中「力が徐々に増大」）。また、図７（Ｂ）に示すように、期間Ｐ２では、マスタ装置１０・スレーブ装置２０の位置は、期間Ｐ１と比べると進行しにくくなるものの、進行自体は継続するため、少しずつ進行する（図中「進行しにくくなる」）。これに対して、図７（Ｃ）に示すように、期間Ｐ２では、カテーテル先端部の位置は、ほとんど変化しなくなる（図中「ほぼ進行しなくなる」）。これは、図７（Ｄ－３）、図７（Ｄ－４）に示すように、カテーテル先端部が血管の内壁に追突し、カテーテル先端部が撓むのみで進行しなくなるからである。この場合、カテーテル先端部において、バネのように弾性力が蓄えられる。

　そして、弾性力が蓄え続けられることにより、血管の内壁の限界を超える貫通力が、カテーテル先端部から血管の内壁に対して生ずることになり、図７（Ｄ－５）に示すようにカテーテルの先端部が血管を穿孔してしまい（図中「血管穿孔」）、期間Ｐ３として示すように推移する。

　具体的に、図７（Ａ）に示すように、期間Ｐ３では、カテーテルの先端部が血管を穿孔したことにより、血管の内壁からの当接力が減少し、力の制御パラメータ値が小さくなる。また、図７（Ｃ）に示すように、期間Ｐ３では、穿孔時の勢いにより、カテーテル先端部が想定以上に進行してしまう（図中「穿孔の勢いで進行」）。

　このように、カテーテルが血管を突き抜けてしまうような場合には、突き抜ける前の期間（ここでは、期間Ｐ２）において、力の制御パラメータ値が大きく増大するタイミング（図中「力が徐々に増大」）が存在する。そこで、本実施形態では、上述したように、力の制御パラメータ値に対して閾値を設定し、この力の制御パラメータ値が大きく増大するタイミングを検出し、このタイミングで所定の行為（ここでは、カテーテルの挿入）の実行を制限する。これにより、適切なタイミングで、カテーテルが血管を突き抜けてしまうことを防止することができる。すなわち、力触覚を伝達して所定の行為を実行する場合に、より安全性を確保することができる。

　なお、図７（Ｂ）に示すように、マスタ装置１０・スレーブ装置２０の位置についても、期間Ｐ２において、血管を突き抜ける直前に変動しにくくなるタイミング（図中「進行しにくくなる」）が存在するという特性がある。そのため、マスタ装置１０・スレーブ装置２０の位置を示す制御パラメータ値に基づいて、所定の行為（ここでは、カテーテルの挿入）の実行を制限するようにすることも可能である。
　ただし、この位置の制御パラメータの値が変動しにくくなるタイミングは、位置の制御パラメータの値の瞬時値からでは検出できず、位置の制御パラメータの値を一定期間統計的に観察しなければならない。また、このタイミングでの位置の制御パラメータの値の変化は、力の制御パラメータの値の変化に比べると緩やかなものであり、そもそも検出すること自体が困難である。これらの理由から、このタイミングを検出してから所定の行為の制限を行ったとしても、制限が間に合わず血管を突き抜けてしまうおそれがある。
　この観点から、本実施形態では、力の制御パラメータ値を利用して、血管を突き抜ける兆候をいち早く検出できるようにしている。すなわち、本実施形態では、力の制御パラメータ値を利用することにより、さらに安全性を確保することができる。

［変形例１］
　上述の実施形態において、カテーテルを挿入した後、病変に到達するまでをアクチュエータで動作させる構成を例に挙げて説明したが、これに限られない。例えば、病変付近までカテーテルを手動で挿入し、病変付近の特定の区間において、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０を利用した挿入を開始して、力触覚の伝達の制御を行うと共に、検知モードに設定した場合と同様の閾値制御処理を行うようにしてもよい。

　図８は、スレーブ装置２０のカテーテルを操作者が手動で挿入した後、閾値制御処理を行う制御システム１の構成を示す模式図である。
　図８に示すように、本変形例の制御システム１は、スレーブ装置２０のカテーテルに操作用のレバー（把持部）等が設置され、操作者による手動操作が可能となっている。
　また、本変形例の制御システム１は、図１に示す第１実施形態の制御システム１が備える直動用のアクチュエータのうち、検知用アクチュエータ１０４，２０４のみを備え、挿入用アクチュエータ１０３，２０３は備えていない。

　操作者がカテーテルを手動で挿入する場合、スレーブ装置２０において、カテーテルが検知用アクチュエータ２０４及び回転用アクチュエータ２０５による移動制御からリリースされ、従来のカテーテルと同様に操作することが可能である。
　このとき、操作者によって病変付近の手前の位置までカテーテルが挿入されるものとし、この状態を初期状態として、閾値制御処理が開始される。

　閾値制御処理が開始される場合、カテーテルが検知用アクチュエータ２０４及び回転用アクチュエータ２０５による移動制御のために保持され、マスタ装置１０に対する操作に応じて、スレーブ装置２０がカテーテルを移動させると共に、制御装置３０による力触覚を伝達する制御が開始される。そして、上述の実施形態における検知モードに設定した場合の閾値制御処理と同様にして閾値制御処理を行うことにより、本変形例においても、力の制御パラメータ値と閾値とに基づいて、所定の行為の実行を制限することができる。
　本変形例によれば、アクチュエータによってカテーテルを移動させる距離が比較的短くなるため、ボイスコイルモータ等のストロークが短いアクチュエータを備えれば足りるので、マスタ装置１０やスレーブ装置２０を小型化及び軽量化することができる。

［変形例２］
　上述の実施形態において、閾値設定部３５５は、カメラＣによって撮影された画像の解析結果に基づいて、閾値をより適切なものに動的に変更していた。例えば、判定用データに含まれる、カテーテルの先端が挿入されている血管の太さに応じて、閾値を動的に変更していた。これに限らず、さらに他の情報も考慮して閾値を動的に変更するようにしてもよい。
　例えば、制御パラメータ記憶部３７１が記憶する、制御装置３０がマスタ装置１０とスレーブ装置２０との間で力触覚を伝達する制御において取得された時系列の制御パラメータも考慮して閾値をより適切なものに動的に変更するようにしてもよい。

　この場合、判定用データ取得部３５３は、判定用データとして、制御パラメータ記憶部３７１が記憶する、時系列の制御パラメータをさらに取得する。
　また、閾値設定部３５５は、判定用データとして取得された、カメラＣによって撮影された画像の解析結果と、この制御パラメータの双方に基づいて、閾値をより適切なものに動的に変更する。

　例えば、スレーブ装置２０であるカテーテルを被検体に挿入する場合、カテーテルに複数回転以上のねじれが生じると、カテーテルが破損する可能性がある。そのため、回転させすぎないことが重要となる。そこで、閾値設定部３５５は、画像の解析結果に基づいて特定されるカテーテル先端の実際の回転角度と、制御パラメータに含まれる基づいて特定されるスレーブ装置２０の回転用アクチュエータ２０５の可動子の回転角度とを比較することにより、カテーテルに何回転のねじれが生じているかを算出する。すなわち、カテーテルの先端の回転角度と、カテーテルのスレーブ装置２０による挿入部分の回転角度にどの程度の差分があって、どの程度のねじれが生じているのかを算出する。
　そして、閾値設定部３５５は、このねじれ（すなわち、回転角度の差分）が、カテーテルが破損する可能性がある回転数以上に相当しないように閾値を適切に動的に変更する。例えば、Ｎ回転以上のねじれが生じるとカテーテルを破損する可能性がある場合には、Ｍ回転（ＭはＮよりも小さな値）のねじれが生じた時点で閾値を小さな値に動的に変更し、制限部３５６により、所定の行為（ここでは、カテーテルの挿入）の実行が制限されるようにする。

　同様の考えで、他にも、閾値設定部３５５は、画像の解析結果に基づいて特定されるカテーテル先端がスラスト方向（進退方向）へ挿入された実際の長さと、制御パラメータに基づいて特定されるマスタ装置１０・スレーブ装置２０によりスラスト方向（進退方向）へ挿入した長さとを比較することにより、挿入した長さの差分を算出する。この差分が所定の長さとなるということは、挿入が適切に行われておらず、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に期間Ｐ２として示したように、マスタ装置１０・スレーブ装置２０の位置と、カテーテル先端部の位置とが相違してしまっている状態である。そこで、閾値設定部３５５は、差分が所定の長さとなった時点で閾値を小さな値に動的に変更し、制限部３５６により、所定の行為（ここでは、カテーテルの挿入）の実行が制限されるようにする。
　以上説明したように、本変形例２のように、画像の解析結果と、制御パラメータの双方に基づいて、閾値を動的に変更することにより、多様な観点から異常の発生を検出できるので、より安全性を確保することが可能となる。

［他の変形例］
　上述の実施形態において、マスタ装置１０とスレーブ装置２０との間で、カテーテルのスラスト方向（進退方向）の力を力触覚伝達するものとして説明したが、これに限られない。例えば、進退方向に沿う回転軸周りの回転、あるいは、エンドエフェクタの操作に関する力をマスタ装置１０とスレーブ装置２０との間で力触覚伝達してもよい。

　また、上述の実施形態において、制御システム１によってカテーテルを遠隔的に操作する場合を例に挙げて説明したが、これに限られない。すなわち、制御システム１によって遠隔的に操作される機器として、種々のものを対象とすることが可能であり、例えば、線状に構成された部分を有する各種機器、一例として、ガイドワイヤ、鉗子、あるいは内視鏡等の医療機器を対象とすることができる。

　さらに、上述の実施形態において、マスタ装置１０に備えられたアクチュエータと、スレーブ装置２０に備えられたアクチュエータとを１対１に対応付けて、力触覚の伝達を行う場合を例に挙げて説明したが、これに限られない。すなわち、マスタ装置１０の複数のアクチュエータをスレーブ装置２０の１つのアクチュエータと対応付けて力触覚の伝達を行ったり、マスタ装置１０の１つのアクチュエータをスレーブ装置２０の複数のアクチュエータと対応付けて力触覚の伝達を行ったりすることが可能である。また、マスタ装置１０の複数のアクチュエータをスレーブ装置２０の複数のアクチュエータと対応付けて力触覚の伝達を行うことも可能である。一例として、図３に示すスレーブ装置２０の挿入用アクチュエータ２０３及び検知用アクチュエータ２０４を、マスタ装置１０の挿入用アクチュエータ１０３を対応付けて力触覚の伝達を行うことが可能である。この場合、マスタ装置１０の検知用アクチュエータ１０４を備える必要がなくなり、コストの削減及び装置の軽量化等を実現することができる。

　さらに、上述の実施形態において、スレーブ装置２０のカテーテルを進退させるアクチュエータとして、挿入用アクチュエータ２０３及び検知用アクチュエータ２０４を備える構成を例に挙げて説明したが、これに限られない。すなわち、動作のストローク及び精度において、要求される性能を充足するアクチュエータであれば、１つのアクチュエータでスレーブ装置２０のカテーテルを進退させることとしてもよい。この場合、挿入モードと検知モードの切り替えをする処理を省略し、上述の実施形態における検知モードに設定した場合の閾値制御処理と同様にして閾値制御処理を行うことにより、本変形例においても、力の制御パラメータ値と閾値とに基づいて、所定の行為の実行を制限することができる。

　さらに、上述の実施形態において、力の制御パラメータ値と閾値とに基づいた、所定の行為の実行を制限は、検知モードに設定されている場合にのみ行われていたが、これに限られない。すなわち、挿入モードに設定されている場合にも、力の制御パラメータ値と閾値とに基づいて、所定の行為の実行を制限するようにしてもよい。この場合、図６に示したステップＳ１７を省略し、検知モードに設定されているか挿入モードに設定されているかを問うことなく、ステップＳ１８以降の処理を行うようにする。また、この場合に、検知モードに設定されている場合の閾値と、挿入モードに設定されている場合の閾値を異ならせるようにしてもよい。例えば、検知モードに設定されている場合の閾値を、挿入モードに設定されている場合の閾値よりも低くするようにしてもよい。これにより、挿入モードにおいて、操作者によるマスタ装置１０の操作が適切に行われておらず、カテーテルの先端が血管分岐部分等に強く接触した状態になっているような場合にも、所定の行為の実行を制限することができる。

　さらに、上述の実施形態において、操作者に対して警告を出力していたが、これに限られない。すなわち、警告以外の情報を操作者に対してさらに出力するようにしてもよい。例えば、判定用データ取得部３５３により算出された力の制御パラメータ値をリアルタイムにディスプレイＬに表示することにより、操作者に対して出力するようにしてもよい。この場合、図７（Ａ）に示したように、横軸は時間［Ｓ］を表し、縦軸はスレーブ装置２０に入力される外力の大きさを示す力の制御パラメータ値［Ｎ］を表すグラフの形式で表示することにより、操作者は、力の制御パラメータ値が増大していること等をリアルタイムに把握することができる。すなわち、制限部３５６による所定の行為の制限の実行とは異なる観点で、さらに安全性を確保することができる。

　［構成例］
　以上のように、本実施形態に係る制御システム１は、操作者の操作が入力されるマスタ装置１０と、マスタ装置１０に入力された操作に応じて動作することにより所定の行為を実行するスレーブ装置２０と、を含む。また、制御システム１は、力触覚伝達部３５２と、制限部３５６と、閾値設定部３５５と、を備える。
　力触覚伝達部３５２は、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０における力触覚の伝達を制御する。
　制限部３５６は、力触覚伝達部３５２が力触覚の伝達を制御に用いる制御パラメータと、該制御パラメータに対応する閾値とに基づいて、所定の行為の実行を制限する。
　閾値設定部３５５は、所定の行為の実行中に閾値を変更する。
　このように、制御システム１は、力触覚の伝達に用いる制御パラメータに基づいて、所定の行為の実行を制限すべきか否かを判定する。すなわち、制御システム１は、力触覚を伝達するという、本システムの前提となる構成を利用することによって、適切なタイミングで所定の行為の実行を制限し、安全性を確保することができる。例えば、操作者が被験体の画像を目視しながら操作を行ったり、モータのトルク電流に基づいて算出したおおよその力を操作者に伝えたりするといった一般的な方法と比べて、より精度高く適切なタイミングを検出することができる。
　加えて、制御システム１は、判定基準となる閾値を一律に決定するのではなく、所定の行為の実行中に、例えば、所定の行為の実行状況等に応じて、閾値をより適切なものに動的に変更することもできる。
　従って、制御システム１によれば、力触覚を伝達して所定の行為を実行する場合に、より安全性を確保する、という課題を解決することができる。

　制御システム１は、判定用データ取得部３５３をさらに備える。
　判定用データ取得部３５３は、所定の行為の実行に関する画像データを取得すると共に、該画像データを解析する。
　閾値設定部３５５は、判定用データ取得部３５３による画像データの解析結果に基づいて、閾値を変更する。
　これにより、画像データの解析により所定の行為の実行状況等を確実に特定し、この特定結果に応じて、閾値をさらに適切なものに動的に変更することができる。

　閾値は段階的に複数設けられる。
　制限手段は、制御パラメータと、複数の閾値とに基づいて、前記所定の行為の実行を制限する方法を複数の方法から選択する。
　これにより、所定の行為の実行状況等に応じて、様々な方法で段階的に制限を行うことができる。

　制限部３５６は、スレーブ装置２０の動作を抑制することにより所定の行為の実行を制限する。
　これにより、スレーブ装置２０の動作を物理的に抑制（例えば、動作を停止）して、スレーブ装置２０において所定の行為の実行を制限することができる。

　制限部３５６は、操作者に対して警告を出力することにより所定の行為の実行を制限する。
　これにより、操作者にマスタ装置１０への操作を中止等させて、マスタ装置１０において所定の行為の実行を制限することができる。

　閾値設定部３５５は、所定の行為を実行するために用いられるデバイスの属性、所定の行為の実行対象の属性、及び所定の行為の行為内容の少なくとも何れかに基づいて、閾値の初期値及び閾値の変更値の少なくとも何れかを決定する。
　これにより、閾値の初期値や閾値の変更値を、所定の行為に関する様々な情報に基づいて、さらに適切なものとすることができる。

　制御パラメータは、所定の行為の実行に伴いスレーブ装置２０に入力される力に対応する制御パラメータである。
　これにより、スレーブ装置２０に入力される力（例えば、被検体からの抵抗力）に基づいて、適切なタイミングで所定の行為の実行を制限し、安全性を確保することができる。

　以上のように、本実施形態に係る制御装置３０は、力触覚伝達部３５２と、制限部３５６と、閾値設定部３５５と、を備える。
　力触覚伝達部３５２は、操作者の操作が入力されるマスタ装置１０と、マスタ装置１０に入力された操作に応じて動作することにより所定の行為を実行するスレーブ装置２０とにおける力触覚の伝達を制御する。
　制限部３５６は、力触覚伝達部３５２が力触覚の伝達の制御に用いる制御パラメータと、該制御パラメータに対応する閾値とに基づいて、所定の行為の実行を制限する。
　閾値設定部３５５は、所定の行為の実行中に閾値を変更する。
　このような制御装置３０の構成によっても、上述の制御システム１と同様に、力触覚を伝達して所定の行為を実行する場合に、より安全性を確保する、という課題を解決することができる。

　なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
　例えば、本発明は、上述の実施形態における制御システム１として実現することの他、制御システム１を制御する制御装置、制御システム１において実行される各ステップによって構成される制御方法、あるいは、制御システム１の機能を実現するためにプロセッサによって実行されるプログラムとして実現することができる。
　また、上述の実施形態では、制御装置３０を独立した装置として実現する構成を例に挙げて説明したが、制御装置３０の機能をマスタ装置１０の制御ユニット１０１及びスレーブ装置２０の制御ユニット２０１の一方に実装したり、これらの両方に分散して実装したりすることができる。

　また、上述の実施形態における処理は、ハードウェア及びソフトウェアのいずれにより実行させることも可能である。
　すなわち、上述の処理を実行できる機能が制御システム１に備えられていればよく、この機能を実現するためにどのような機能構成及びハードウェア構成とするかは上述の例に限定されない。
　上述の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにネットワークや記憶媒体からインストールされる。

　プログラムを記憶する記憶媒体は、装置本体とは別に配布されるリムーバブルメディア、あるいは、装置本体に予め組み込まれた記憶媒体等で構成される。リムーバブルメディアは、例えば、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、または光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｋ－Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ），Ｂｌｕ－ｒａｙ　Ｄｉｓｃ（登録商標）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ－Ｄｉｓｋ）等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた記憶媒体は、例えば、プログラムが記憶されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスク、あるいは、半導体メモリ等で構成される。

　なお、上記実施形態は、本発明を適用した一例を示しており、本発明の技術的範囲を限定するものではない。すなわち、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができ、上記実施形態以外の各種実施形態を取ることが可能である。本発明が取ることができる各種実施形態及びその変形は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

　１　制御システム、１０　マスタ装置、２０　スレーブ装置、３０　制御装置、４０　ネットワーク、Ｌ　ディスプレイ、Ｃ　カメラ、ＦＴ　機能別力・速度割当変換ブロック、ＦＣ　理想力源ブロック、ＰＣ　理想速度（位置）源ブロック、ＩＦＴ　逆変換ブロック、Ｓ　制御対象システム、１０１，２０１　制御ユニット、１０２，２０２　通信ユニット、１０３，２０３　挿入用アクチュエータ、１０４，２０４　検知用アクチュエータ、１０５，２０５　回転用アクチュエータ、１０６，２０６　操作用アクチュエータ、１０７，１０８，２０７，２０８　リニアエンコーダ、１０９，１１０，２０９，２１０　ロータリーエンコーダ、１１１～１１４，２１１～２１４　ドライバ、３１１　プロセッサ、３１２　ＲＯＭ、３１３　ＲＡＭ、３１４　バス、３１５　入力部、３１６　出力部、３１７　記憶部、３１８　通信部、３１９　ドライブ、３３１　リムーバブルメディア、３５１　センサ情報取得部、３５２　力触覚伝達部、３５３　判定用データ取得部、３５４　モード設定部、３５５　閾値設定部、３５６　制限部、３７１　制御パラメータ記憶部、３７２　閾値記憶部

Claims (11)

1. 　操作者の操作が入力されるマスタ装置と、前記マスタ装置に入力された操作に応じて動作することにより所定の行為を実行するスレーブ装置と、を含む制御システムであって、
   　前記マスタ装置及び前記スレーブ装置における力触覚の伝達を制御する制御手段と、
   　前記制御手段が前記力触覚の伝達の制御に用いる制御パラメータと、該制御パラメータに対応する閾値とに基づいて、前記所定の行為の実行を制限する制限手段と、
   　前記所定の行為の実行中に前記閾値を変更する閾値設定手段と、
   　を備えることを特徴とする制御システム。
2. 　前記所定の行為の実行に関する画像データを取得すると共に、該画像データを解析するデータ取得手段をさらに備え、
   　前記閾値設定手段は、少なくとも前記データ取得手段による前記画像データの解析結果に基づいて、前記閾値を変更する、
   　ことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
3. 　前記閾値設定手段は、前記データ取得手段による前記画像データの解析結果と、前記制御手段が前記力触覚の伝達の制御に用いる制御パラメータの双方に基づいて、前記閾値を変更する、
   　ことを特徴とする請求項２に記載の制御システム。
4. 　前記閾値は段階的に複数設けられ、
   　前記制限手段は、前記制御パラメータと、前記複数の閾値とに基づいて、前記所定の行為の実行を制限する方法を複数の方法から選択する、
   　ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の制御システム。
5. 　前記制限手段は、前記スレーブ装置の動作を抑制することにより前記所定の行為の実行を制限する、
   　ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の制御システム。
6. 　前記制限手段は、前記操作者に対して警告を出力することにより前記所定の行為の実行を制限する、
   　ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の制御システム。
7. 　前記閾値設定手段は、前記所定の行為を実行するために用いられるデバイスの属性、前記所定の行為の実行対象の属性、及び前記所定の行為の行為内容の少なくとも何れかに基づいて、前記閾値の初期値及び閾値の変更値の少なくとも何れかを決定する、
   　ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の制御システム。
8. 　前記制御パラメータは、前記所定の行為の実行に伴い前記スレーブ装置に入力される力に対応する制御パラメータである
   　ことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の制御システム。
9. 　操作者の操作が入力されるマスタ装置と、前記マスタ装置に入力された操作に応じて動作することにより所定の行為を実行するスレーブ装置とにおける力触覚の伝達を制御する制御手段と、
   　前記制御手段が前記力触覚の伝達の制御に用いる制御パラメータと、該制御パラメータに対応する閾値とに基づいて、前記所定の行為の実行を制限する制限手段と、
   　前記所定の行為の実行中に前記閾値を変更する閾値設定手段と、
   　を備えることを特徴とする制御装置。
10. 　操作者の操作が入力されるマスタ装置と、前記マスタ装置に入力された操作に応じて動作することにより所定の行為を実行するスレーブ装置と、を含む制御システムで実行される制御方法であって、
    　前記マスタ装置及び前記スレーブ装置における力触覚の伝達を制御する制御ステップと、
    　前記制御ステップにおいて前記力触覚の伝達の制御に用いる制御パラメータと、該制御パラメータに対応する閾値とに基づいて、前記所定の行為の実行を制限する制限ステップと、
    　前記所定の行為の実行中に前記閾値を変更する閾値設定ステップと、
    　を備えることを特徴とする制御方法。
11. 　操作者の操作が入力されるマスタ装置と、前記マスタ装置に入力された操作に応じて動作することにより所定の行為を実行するスレーブ装置とにおける力触覚の伝達を制御する制御機能と、
    　前記制御機能が前記力触覚の伝達の制御に用いる制御パラメータと、該制御パラメータに対応する閾値とに基づいて、前記所定の行為の実行を制限する制限機能と、
    　前記所定の行為の実行中に前記閾値を変更する閾値設定機能と、
    　をコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。

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