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日本のロボット研究の歩みHistory of Robotics Research and Development of Japan1989Integration, Intelligence, etc.〈インテグレーション・知能ほか〉テレイグジスタンスの研究 -「テレイグジスタンス」の概念の提唱とその工学的実現可能性の実証-

舘 暲東京大学
荒井 裕彦機械技術研究所

この論文は、ロボット研究開発アーカイブ「日本のロボット研究開発の歩み」掲載論文です。

ロボットとオペレータが一体化したような感覚をオペレータに与えつつロボットの制御を可能とするテレイグジスタンス(遠隔臨場制御)という新しい概念を世界で初めて提案するとともに,そのアイディアが工学的に実現可能であることを理論的に研究し,その実現可能性と具体的な設計法を実際の実験用テレイグジスタンスシステムを構成して明示した.すなわち,人間が三次元の視聴覚空間を頭の中で再構成するメカニズムを解析し,人間の感覚特性とロボット技術を利用し,人間がその場にいるような実時間臨場感を生じさせるテレイグジスタンスのコンセプトを確立し,その工学的実現可能性を実証した.また,テレイグジスタンスによりロボットの存在する遠隔の実世界の人工現実感をもたらすにとどまらず,コンピュータの生成したVR世界の人工現実感を生じさせることを理論的かつ実験的に実証した.さらに,インピ-ダンス制御を用いるテレイグジスタンスの制御法やダイナミックカプリングを利用する新しいマニピュレ-タの制御法の考案,人間の認知制御特性に関する新しい知見なども得ている.

なお,本コンセプトの提唱とともに,ロボットを世代の観点から論じ,来るべき新しいロボットの世代を第3世代として位置付け,その第3世代ロボットのコンセプト(1982年)を提唱した.これは,大型プロジェクト「極限作業ロボット」の立案の中心的な考え方として採用され,プロジェクトの推進に大きく貢献した.なお,この功績に対し,通商産業大臣賞研究業務優秀者表彰(人間と共存する第三世代ロボットの研究;昭和63年11月7日)を受賞,また日本ロボット学会技術賞(テレイグジスタンス技術;平成3年11月28日)を授賞している.

写真1 テレビークル
写真1 テレビークル
写真2 テレサの実験風景
写真2 テレサの実験風景
写真3 テレイグジスタンスマスタシステム
写真3 テレイグジスタンスマスタシステム
写真4 バーチャルテレサ
写真4 バーチャルテレサ
図1 レイグジスタンスの概念図
図1 レイグジスタンスの概念図
図2 テレイグジステンスの原理図
図2 テレイグジステンスの原理図
図3 テレイグジステンスの構成図
図3 テレイグジステンスの構成図

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対応論文


舘,荒井:テレイグジスタンスにおける視覚情報提示系の設計と評価, (PDF, 13.4MB)

日本ロボット学会誌,vol.7, no.4, pp. 314-326, 1989.

関連論文


[1] 舘 暲,小森谷清:第3世代ロボット,計測と制御, vol.21,no.12,pp.1140-1146, 1982.


[2] S.Tachi, K.Tanie, K.Komoriya and M.Kaneko:Tele-existence(I) (Design and evaluation of a visual display with sensation of presence),Proceedings of the 5th CISM-IFToMM Symposium on Theory and Practice of Robots and Manipulators, pp.206-215, Udine, Italy, June, 1984. (S.Tachi, K.Tanie, K.Komoriya and M.Kaneko: Tele-existence in A.Morecki et al. ed., Theory and Practice of Robots and Manipulators, Kogan Page, 1985.)


[3] S.Tachi and H.Arai:Study on tele-existence(II) (Three dimensional color display with sensation of presence),Proceedings of the ྑ International Conference on Advanced Robotics, pp.345-352, Tokyo, Japan, September, 1985.


[4] 舘  暲:テレイグジスタンス (未来の夢と現在の技術),日本ロボット学会誌,vol.4,no.3,pp.295-300,1986.


[5] S.Tachi, H.Arai and T.Maeda:Tele-existence simulator with artificial reality(I) (Design and evaluation of a binocular visual display using solid models),Proceedings of the IEEE International Workshop on Intelligent Robots and Systems, pp.719-724, Tokyo, Japan, October, 1988.


[6] S.Tachi, H.Arai, I.Morimoto and G.Seet:Feasibility experiments on a mobile tele-existence system,Proceedings of the 19th International Symposium on Industrial Robots, pp.625-636, Sydney, Australia, November, 1988.


[7] S.Tachi, H.Arai and T.Maeda:Robotic tele-existence,Proceedings of the NASA International Conference on Space Telerobotics, pp.171-180, Pasadena, USA, January 1989.


[8] S.Tachi, H,Arai and T.Maeda: Development of anthropomorphic tele-existence slave robot, Proceedings of the International Conference on Advanced Mechatronics, pp.385-390, Tokyo, Japan, May 1989.


[9] S.Tachi, H.Arai and T.Maeda: Tele-existence visual display for remote manipulation, Proceedings of the 20th International Symposium on Industrial Robots (ISIR), pp.427-434, Tokyo, Japan, October 1989.


[10] S.Tachi, H.Arai and T.Maeda:Tele-existence master slave system for remote manipulation, Proceedings of the IEEE International Workshop on Intelligent Robots and Systems (IROSྖ), pp.343-348, Tsuchiura,Japan, July 1990.


[11] S.Tachi, H.Arai and T.Maeda: Tele-existence master slave system for remote manipulation, Proceedings of the 29th IEEE Conference on Decision and Control, pp.85-90, Honolulu, Hawaii,USA, December 1990.


[12] 舘  暲,榊 泰輔:インピ-ダンス制御型マスタ・スレ-ブ・システム(I)-基本原理と伝送遅れへの応用-,日本ロボット学会誌,vol.8, no.3, pp.241-252, 1990.


[13] S.Tachi, H.Arai, T.Maeda, E.Oyama, N.Tsunemoto and Y.Inoue: Tele-existence experimental system for remote operation with a sensation of presence, Proceedings of the International Symposium on Advanced Robot Technology (ྗ ISART), pp.451-458,Tokyo, Japan, March 1991.


[14] S.Tachi, H.Arai and T.Maeda: Tele-existence master slave system for remote manipulation, Video Proceedings of the International Conference on Robotics and Automation, G1, Sacramento, California, USA, April 1991.


[15] S.Tachi, H.Arai, T.Maeda, E.Oyama, N.Tsunemoto and Y.Inoue:Tele-existence in real world and virtual world, (Invited Paper), Proceedings of the Fifth International Conference on Advanced Robotics (ྗICAR),pp.193-198, Pisa, Italy, June 1991.


[16] S.Tachi, H.Arai and T.Maeda: Tele-existence: An advanced remote operation system with a sensation of presence, SMiRT 11 Transactions, vol.SD1, pp.325-330, Tokyo, Japan, August 1991.


[17] S.Tachi: Measurement and control in tele-existence and artificial reality, (Invited Keynote Paper), Proceedings of the 12th Triennial World Congress of the International Measurement Confederation (IMEKO XII), vol.3, pp.9-15, Beijing, China, September 1991.


[18] 舘 暲,前田太郎:人工現実感を有するテレイグジスタンスロボットシミュレータ,電子情報通信学会論文誌 DII,vol.J75-D-II, no.2, pp.179-189, 1992.


[19] 井上康之,舘  暲,荒井裕彦:マスタ・スレーブ・マニピュレータのインピーダンス制御の一方法,日本ロボット学会誌,vol.10, no.4,


[20] 前田太郎,荒井裕彦,舘  暲:頭部運動追従型両眼視覚提示装置の設計と評価,日本ロボット学会誌,vol.10, no.5, pp.99-109,1992.


[21] K.Oyama, N.Tsunemoto, S.Tachi and T.Inoue: Experimental study on remote manipulation using virtual reality, Presence, vol.2, no.2, pp.112-124, 1993.


[22] S.Tachi and Y.Yasuda: Evaluation experiments of a tele-existence Manipulation system, Presence, vol.3, no.1, pp.35-44, 1994.


[23] 舘 暲,安田賢一:テレイグジスタンス・マニピュレーション・システムの設計と評価,電気学会論文誌(C),vol.115-c, no.2, pp.172-181, 1995.