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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2026-03-16 17:40 空気圧人工筋肉と空気圧ブレーキを用いた力覚提示装置の開発と評価 ○菊田 潤・平尾悠太朗・ペルスキアエルナンデス モニカ・内山英昭・清川 清（奈良先端大）  IMQ2025-58 IE2025-135 MVE2025-65 |
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| 抄録 | （和） | VR空間における把持インタラクションの没入感向上に向けた力覚提示装置の研究が盛んに行われている．なかでも可搬な装着型の装置では軽量性と高出力の両立が必要となる．しかし，従来装置ではこれらの両立に加え，剛体感と弾性感の同時提示が困難であった．本稿では，空気圧アクチュエータの軽量かつ高出力な特性に着目し，空気圧人工筋肉と空気圧ブレーキを統合したハイブリッド駆動の外骨格型力覚提示装置を提案する．本手法は，空気圧人工筋肉を用いたアクティブフィードバックにより弾性反力を，空気圧ブレーキを用いたパッシブフィードバックにより剛体感を提示することで，多様な力覚表現の実現を目指す．提案手法に基づき，小型軽量な空気圧ブレーキ機構を設計・開発し，空気圧人工筋肉とともに力覚提示システムに統合した．物理特性評価の結果，空気圧ブレーキは装着部におけるアクチュエータ単体質量が約1.6gと軽量ながら，最大46.4Nの制動力を発揮し，高い出力密度を実現した．また，空気圧人工筋肉は外骨格リンク先端で最大4.6Nの出力を達成し，VR空間における日常的な把持動作への適用可能性が示唆された． |
| （英） | Research on force feedback devices aimed at enhancing the immersion of grasping interactions in virtual reality (VR) environments is actively underway. For portable wearable devices in particular, achieving both a lightweight design and high output force is essential. However, conventional devices have struggled to achieve this balance while simultaneously rendering both rigid and elastic haptic sensations. In this paper, focusing on the lightweight and high-output characteristics of pneumatic actuators, we propose a hybrid-driven exoskeleton force feedback device that integrates pneumatic artificial muscles (PAMs) and pneumatic brakes. Our approach aims to realize diverse haptic representations by providing elastic reaction forces through active feedback using PAMs, and rigid sensations through passive feedback using pneumatic brakes. Based on the proposed method, we designed and developed a compact, lightweight pneumatic brake mechanism and integrated it with the PAMs into a force feedback system. Physical evaluation results demonstrated that the pneumatic brake exerted a maximum braking force of 46.4 N, despite the actuator unit itself weighing only about 1.6 g at the attachment point, thereby achieving a remarkably high force density. Furthermore, the PAM achieved a maximum output of 4.6 N at the tip of the exoskeleton link, indicating its potential applicability to everyday grasping operations in VR environments. | |
| キーワード | （和） | バーチャルリアリティ / ハプティクス / 力覚提示 / 空気圧人工筋肉 / 空気圧ブレーキ / / / |
| （英） | Virtual Reality / Haptics / Force Feedback / Pneumatic Artificial Muscle / Pneumatic Brake / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 411, MVE2025-65, pp. 219-224, 2026年3月. | |
| 資料番号 | MVE2025-65 | |
| 発行日 | 2026-03-09 (IMQ, IE, MVE) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | IMQ2025-58 IE2025-135 MVE2025-65 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | CQ MVE IMQ IE |
| 開催期間 | 2026-03-16 - 2026-03-18 |
| 開催地（和） | 沖縄産業支援センター |
| 開催地（英） | Okinawa-Sangyoushien-Center |
| テーマ（和） | 五感に訴えるオンラインメディアとその評価，および一般 |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | MVE |
| 会議コード | 2026-03-CQ-MVE-IMQ-IE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 空気圧人工筋肉と空気圧ブレーキを用いた力覚提示装置の開発と評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Development and Evaluation of a Force Feedback Device Using Pneumatic Artificial Muscles and Pneumatic Brakes |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | バーチャルリアリティ / Virtual Reality |
| キーワード(2)（和/英） | ハプティクス / Haptics |
| キーワード(3)（和/英） | 力覚提示 / Force Feedback |
| キーワード(4)（和/英） | 空気圧人工筋肉 / Pneumatic Artificial Muscle |
| キーワード(5)（和/英） | 空気圧ブレーキ / Pneumatic Brake |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 菊田 潤 / Masaru Kikuta / キクタ マサル |
| 第1著者 所属（和/英） | 奈良先端科学技術大学院大学 (略称： 奈良先端大) Nara Institute of Science and Technology (略称： NAIST) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 平尾 悠太朗 / Yutaro Hirao / ヒラオ ユウタロウ |
| 第2著者 所属（和/英） | 奈良先端科学技術大学院大学 (略称： 奈良先端大) Nara Institute of Science and Technology (略称： NAIST) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | ペルスキアエルナンデス モニカ / Monica Perusquia-Hernandez / ペルスキアエルナンデス モニカ |
| 第3著者 所属（和/英） | 奈良先端科学技術大学院大学 (略称： 奈良先端大) Nara Institute of Science and Technology (略称： NAIST) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 内山 英昭 / Hideaki Uchiyama / ウチヤマ ヒデアキ |
| 第4著者 所属（和/英） | 奈良先端科学技術大学院大学 (略称： 奈良先端大) Nara Institute of Science and Technology (略称： NAIST) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | 清川 清 / Kiyoshi Kiyokawa / キヨカワ キヨシ |
| 第5著者 所属（和/英） | 奈良先端科学技術大学院大学 (略称： 奈良先端大) Nara Institute of Science and Technology (略称： NAIST) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2026-03-16 17:40:00 |
| 発表時間 | 20分 |
| 申込先研究会 | MVE |
| 資料番号 | IMQ2025-58, IE2025-135, MVE2025-65 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.408(IMQ), no.410(IE), no.411(MVE) |
| ページ範囲 | pp.219-224 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2026-03-09 (IMQ, IE, MVE) |
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