デジタルハンドとプロダクトモデルとの統合によるアーゴデザイン支援システムの開発（第12報）－実製品を用いた把持姿勢最適化手法の妥当性検証

摘要

CAD システムの普及に伴い，人間が把持して利用する製品に対するエルゴノミック評価をシミュレーションにもとづき実施したいという要求が高まっている．そこで本研究は，上述の機能要求を満たし，デジタルハンドを用いて情報機器製品の仮想エルゴノミック評価を行う「アーゴデザイン支援システム」の開発を目的とする．これまでに，UI 操作を考慮した基本把持姿勢を対話入力にもとづき自動生成し，製品形状モデルの把持安定性をForce-closure とGrasp Quality を用いて定量的に評価する機能を実現した．さらに前報[2]では，ユーザが「持ちやすい」と感じる大きな原因の一つである「しっくりくる」という感覚を反映した把持姿勢を生成するため，新たにハンドと製品モデルとの接触面積や，ハンド特徴部と製品特徴稜線とのフィット性等を考慮した目的関数を定め，より簡易なユーザインタラクションにより得られるハンド初期姿勢を入力とする把持姿勢最適化手法を提案した．本報では，図1(a)に示すように，本最適化手法で使用した目的関数に，ユーザタスクに対する把持時の接触力の均一性評価を加えた，新たなエルゴノミック評価指標とその検証方法を提案する．また，図1(b)に示すように，実製品モデルの数か所の寸法を変化させたバリエーションモデルを対象として，提案するエルゴノミック評価に対する各寸法の感度解析を行い，実被験者による製品筐体の「持ちやすさ」評価と比較することで，本評価指標の，製品筐体寸法の設計改良における，エルゴノミック評価指標としての有効性を検証する．