1G2-01
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第 22 回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集（2017 年 9 月）

テレイグジスタンスの研究（第 89 報）―テレイグジスタンスのためのロボットシミュレーションシステム―
井上康之 1)，サライジ ムハマドヤメン 3)，フェルナンド チャリス 3)，加藤史洋 1)，山崎 喬輔 1) 2)，田島優輝 1)2)，舘暲 1)1) 東京大学 高齢社会総合研究機構（〒113-0033 東京都文京区本郷 7-3-1, y-inoue@tachilab.org）
2) 東京大学 新領域創成科学研究科（〒277-9561 千葉県柏市柏の葉 5-1-5）
3) 慶應義塾大学 学大学院メディアデザイン研究科（〒223-8526 神奈川県港北区日吉 4-1-1）
概要：実世界で人と相互作用するテレイグジスタンスロボットには操縦者の身体運動をリアルタイムで再現するマスタースレーブシステムが必要である。次世代のテレイグジスタンスプラットフォーム“TELESAR VI”の開発に向けて，本研究では操縦者の全身計測システムとロボットの制御システムを仲介するロボットシミュレーションシステムを構築した。このシステムを用いることでTELESAR VI の挙動をバーチャルに再現し，実機で使用するマスタースレーブシステムのプロトタイプ開発や CG モデルによる動作の検証を行うことが可能になる。
キーワード：テレイグジスタンス，TELESAR，ロボットシミュレーション，運動学

1. はじめに様の VR シミュレータは TELESAR V においても開発されテレイグジスタンスは人が今いる場所とは異なる別のており，その有用性が示されている[7]。

場所に実際にいるような知覚体験を生じさせる技術を指す概念として知られている[1]。実世界で人や物との自然な

2. ハードウェア構成相互作用をテレイグジスタンスによって実現することを

TELESAR VI の機構要素は，本体部分のトルソ＆ヘッド，目的として，様々なコンセプトのテレイグジスタンスロボ

左右 1 対のロボットアーム，5 指ロボットハンドからなる。

ッ ト “ TELESAR (Telexistence Surrogate Anthropomorphic

各部位の機構的な自由度はトルソ 6，ヘッド 3，アーム 7×

Robot)”がこれまでに開発されてきた[2][3][4][5][6]。

2，ハンド 16×2 で，合計 55 自由度ある（図 1）。各部位のTELESAR V はマスタースレーブ式のヒト型代理ロボッ

サイズと可動範囲は人間と同程度であり，操縦者の身体のトである。ステレオカメラで得た映像を操縦者に HMD で動きを正確に再現することができる。

提示しながら，操縦者の動きをロボットの動きとしてリア

2.1 トルソ部＆ヘッド部

ルタイムに反映する。また，ハンド先端部の触覚センサと人間の胴体と頭に相当する TELESAR VI の本体部分でその触覚を再現する触覚提示モジュールを使うことで遠ある。ステレオカメラを搭載したヘッドはトルソの胸郭上隔地の触感を伝えることが可能である[6]。

部に取り付けられる。トルソは腰 3 軸回転・脊柱 1 軸並

TELESAR V の後継機となるテレイグジスタンスプラッ
ト フ ォ ーム “ TELESAR VI” が 現 在開 発さ れ てい る 。

進・胸 2 軸回転を，ヘッドは首 3 軸回転を行う。
2.2 アーム部

TELEAR V と同様に，ロボット頭部には人間と同じ両眼間ロボットアームはトルソの胸郭側面の左右に取り付け距離を持つステレオカメラモジュールを，ハンド指先端にられる。人間の腕と同じ 7 自由度（肩 3 軸回転・肘 1 軸回は振動・力・温度をセンスして操縦者に伝送する触覚提示

転・手首 3 軸回転）がある。

モジュールを搭載する。この TELESAR VI 開発に向けて，

2.3 ハンド部

本研究では TELESAR VI の挙動をバーチャルに再現する

アーム先端のロボットハンドは人間の手と同じ 5 本指ロボットシミュレーションシステムを構築した。これと同である。人の拇指に相当する第 1 指は 5 自由度あり他の指Yasuyuki INOUE, MHD Yamen SARAIJI, Charithと対向できる。他の 4 指には各指関節の屈曲／伸展動作にFERNANDO, Fumihiro KATO, Kyosuke YAMAZAKI,関する 3 自由度（第 2・第 3 指）または 2 自由度（第 4・Yuki TAJIMA and Susumu TACHI

第 5 指）と指どうしの開閉動作に関する 1 自由度がある。

© 2017 日本バーチャルリアリティ学会- 1G2-01 -1G2-01𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡
ここで 𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑
𝑇 は胸の回転中心から見た肩の回転中心で𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑あり，リンク間の距離で求まる。 𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑
𝑇は肩の回転中心から見たハンドの根元（手首の回転中心）であり，アーム部に関する順運動学から𝜙1 ⋯ 𝜙7 の関数で求まる。
3.2 逆運動学
3.2.1 トルソ＆ヘッド部
テレイグジスタンスの実現において重要なことは操縦者の視点を代理ロボットの視点と正確に一致させることである。これによってロボットカメラの得た映像が操縦者自身の視覚体験として再現される。これを実現するには，トルソ部とヘッド部のジョイントを以下の等式が満たされるように制御しなければならない。
𝑊𝑊𝑚𝑠−𝑒𝑦𝑒 𝑇 = 𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒 𝑇

図 1: TELESAR VI のハードウェア構成
𝑊𝑇 はワールド座標系における操縦者の視ここで， 𝑚𝑠−𝑒𝑦𝑒

3. 運動学モデリング

点位置・方向を示す同次行列である。

TELESAR VI の構造を多関節リンク機構としてモデル目標値として操縦者の視点位置と方向を設定するだけ化し，そのリンク機構の順運動学を解くことで，トルソ・では，合わせて 9 自由度あるトルソ部とヘッド部のジョイヘッド・アーム・ハンドの各部位の動きを定式化する。こント変数の値は一意に決まらない。この冗長性を用いて操れにより，あるジョイント変数に対するカメラやハンドな縦者の胸部の姿勢（上半身のひねり）をロボットに再現さど終端部の位置と方向を厳密に求めることができる。また，せることを考える。すなわち，操縦者の胸の向きを意味す

このリンクモデルに関する逆運動学問題を解くことで，操𝑊る同次行列 𝑚𝑠−𝑐ℎ𝑠𝑡
𝑇の回転成分を，トルソ胸部の向きを意

縦者の動きを代理ロボットに再現させるための具体的な𝑊味する同次行列 𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡
𝑇 の回転成分と一致させる。

ジョイント変数が得られる。本稿では，ハンド以外のトル𝑊
𝑊
𝑚𝑠−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑇𝑅𝑜𝑡 = 𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑇𝑅𝑜𝑡

ソ・ヘッド・アームに関する運動学の問題を取り扱う。
3.1 順運動学
3.1.1 トルソ＆ヘッド部

ここで𝑇𝑅𝑜𝑡 は 4×4 の同次行列𝑇から回転成分を抜き出しワールド座標系における TELESAR VI カメラの視点位
𝑊
置と方向を示す同次行列 𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒
𝑇 は，以下の座標変換で求められる。

た 3×3 の回転行列を意味する。具体的な逆運動学計算は，解析解と反復計算を組み合わせた以下の手順で行う。
ステップ 1：腰から胸までの 6 変数に関する初期推定値

𝑠𝑙−𝐿𝑂𝑊𝑊
𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒 𝑇 = 𝑠𝑙−𝐿𝑂𝑇 ∙ 𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑇 ∙ 𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒 𝑇𝑠𝑙−𝐿𝑂𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑇 = 𝑻𝒐𝒓𝒔𝒐(𝜃1 , 𝜃2 , 𝜃3 , 𝑑4 , 𝜃5 , 𝜃6 )𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒 𝑇 = 𝑯𝒆𝒂𝒅(𝜃7 , 𝜃8 , 𝜃9 )を以下の式を用いて解析的に求める。ここで得られた推定𝑊
ここで 𝑠𝑙−𝐿𝑂
𝑇 はワールド座標系から見た TELESAR VI𝑊
𝑊
𝑚𝑠−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑇 = 𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑇𝑠𝑙−𝐿𝑂𝑊= 𝑠𝑙−𝐿𝑂𝑇 ∙ 𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑇
𝑊= 𝑠𝑙−𝐿𝑂𝑇 ∙ 𝑻𝒐𝒓𝒔𝒐(𝜃1 , 𝜃2 , 𝜃3 , 𝑑4 , 𝜃5 , 𝜃6 )𝑊 −1
𝑊→ 𝑻𝒐𝒓𝒔𝒐(𝜃1 , 𝜃2 , 𝜃3 , 𝑑4 , 𝜃5 , 𝜃6 ) = 𝑠𝑙−𝐿𝑂𝑇 ∙ 𝑚𝑠−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑇

値から用いてリンク機構の順運動学を解くことで操縦者と TELESAR VI の胸部の 3 次元位置・方向が一致する。

𝑠𝑙−𝐿𝑂のローカル原点（腰の回転中心）である。𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡
𝑇 はローカル原点から見た胸の回転中心であり，トルソ部に関する順運動学から𝜃1 , 𝜃2 , 𝜃3 , 𝑑4 , 𝜃5 , 𝜃6 の関数として求まる。𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒 𝑇
は胸の回転中心から見たカメラであり，ヘッド部に関する順運動学から𝜃7 , 𝜃8 , 𝜃9 の関数で求まる。

ステップ 2：ワールド座標系での操縦者の視点の回転成
𝑊𝑊𝑇
分 𝑚𝑠−𝑒𝑦𝑒𝑅𝑜𝑡 が，TELESAR VI カメラの回転成分 𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒 𝑇𝑅𝑜𝑡

3.1.2 アーム部
TELESAR VI のアームはトルソの胸部につながっていに一致するように首の 3 変数を解析的に求める。

る。ワールド座標系におけるアーム終端のハンドの 3 次元𝑊𝑊𝑚𝑠−𝑒𝑦𝑒 𝑇𝑅𝑜𝑡 = 𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒 𝑇𝑅𝑜𝑡
𝑠𝑙−𝐿𝑂𝑊= 𝑠𝑙−𝐿𝑂𝑇𝑅𝑜𝑡 ∙ 𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡
𝑇𝑅𝑜𝑡 ∙ 𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒 𝑇𝑅𝑜𝑡
𝑊= 𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑇𝑅𝑜𝑡 ∙ 𝑯𝒆𝒂𝒅𝑅𝑜𝑡 (𝜃7 , 𝜃8 , 𝜃9 )−1𝑊
𝑊𝑇→ 𝑯𝒆𝒂𝒅𝑅𝑜𝑡 (𝜃7 , 𝜃8 , 𝜃9 ) = 𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡
𝑇𝑅𝑜𝑡 ∙ 𝑚𝑠−𝑒𝑦𝑒𝑅𝑜𝑡

𝑊
位置と方向を示す同次行列 𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇は以下の座標変換で求められる。
𝑠𝑙−𝐿𝑂𝑊𝑊
𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇 = 𝑠𝑙−𝐿𝑂𝑇 ∙ 𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡𝑇 ∙ 𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑 𝑇 ∙ 𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇
𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇 = 𝑨𝒓𝒎(𝜙1 , 𝜙2 , 𝜙3 , 𝜙4 , 𝜙5 , 𝜙6 , 𝜙7 )ここで𝑯𝒆𝒂𝒅𝑅𝑜𝑡 (𝜃7 , 𝜃8 , 𝜃9 )は𝑯𝒆𝒂𝒅(𝜃7 , 𝜃8 , 𝜃9 )から回転成© 2017 日本バーチャルリアリティ学会- 1G2-01 -1G2-01

𝑚𝑠−𝑠ℎ𝑙𝑑𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑𝑚𝑠−𝑒𝑙𝑏𝑤 𝑇𝑅𝑜𝑡 = 𝑠𝑙−𝑒𝑙𝑏𝑤 𝑇𝑅𝑜𝑡𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑𝑠𝑙−𝑒𝑙𝑏𝑤 𝑇𝑅𝑜𝑡 = 𝑼𝑨𝒓𝒎𝑅𝑜𝑡 (𝜙1 , 𝜙2 , 𝜙3 )分に関する 9 つの関数を取り出したものを意味する。この推定値から順運動学を解くことで操縦者と TELESAR VIの頭部の姿勢（視点の方向）が一致する。しかし，操縦者とロボットの間の形状やジョイント配置の違いによって視点の位置は一致しない。以後のステップでは反復計算によって両者を一致させていく。

𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑
ここで 𝑠𝑙−𝑒𝑙𝑏𝑤
𝑇 はアーム上腕部分に関する順運動学から𝜙1 , 𝜙2 , 𝜙3 の関数で求まる。
具体的な逆運動学計算は，解析解と反復計算を組み合わ

ステップ 3：操縦者の視点位置と TELESAR VI のカメラせた以下の手順で実施する。

位置の間の誤差が閾値より大きい場合，誤差が最小になる𝜃1 , 𝜃2 , 𝜃3 , 𝑑4 の変化量を数値的に求めて，ステップ 4 に進む。
誤差が閾値以下であれば手続きを終了する。

ステップ 1：肩 3 軸回転の 3 変数𝜙1 , 𝜙2 , 𝜙3 に関する初期推定値を以下の式を用いて解析的に求める。

ステップ 4：操縦者と TELESAR VI の胸部の姿勢に関す
𝑊𝑊る制約 𝑚𝑠−𝑐ℎ𝑠𝑡
𝑇𝑅𝑜𝑡 = 𝑠𝑙−𝑐ℎ𝑠𝑡
𝑇𝑅𝑜𝑡 を満足させるように，胸の𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑
𝑚𝑠−𝑠ℎ𝑙𝑑𝑠𝑙−𝑒𝑙𝑏𝑤 𝑇𝑅𝑜𝑡 = 𝑚𝑠−𝑒𝑙𝑏𝑤 𝑇𝑅𝑜𝑡−1𝑊
𝑊→ 𝑼𝑨𝒓𝒎𝑅𝑜𝑡 (𝜙1 , 𝜙2 , 𝜙3 ) = 𝑚𝑠−𝑠ℎ𝑙𝑑
𝑇𝑅𝑜𝑡 ∙ 𝑚𝑠−𝑒𝑙𝑏𝑤
𝑇𝑅𝑜𝑡

2 変数𝜃5 , 𝜃6 を解析的に求める。
ステップ 5：ステップ 3，4 の誤差修正に起因して生じたヘッド部の姿勢変化を元に戻すため，ステップ 2 と同様にこの推定値を適用することで，操縦者の上腕の姿勢方向

首の 3 変数𝜃7 , 𝜃8 , 𝜃9 を解析的に求めてステップ 3 に戻る。

は TELESAR VI ア ー ム の 上 腕 部 と 一 致 す る 。 な お ，3.2.2 アーム部

TELESAR VI アームのジョイント配置から，手先位置の決テレイグジスタンスにおいて重要なもう一つの点は，代定には肩と肘の 4 変数𝜙1 , 𝜙2 , 𝜙3 , 𝜙4 が，手先方向の決定に

理ロボットのカメラ視点からロボットハンドを見るときは手首の 3 変数𝜙5 , 𝜙6 , 𝜙7 が寄与する。以後は反復計算によの視線ベクトルと，操縦者の視点から本人の手を見るときって手先位置を一致させていく。の視線ベクトルを一致させることである。こうすることでステップ 2：視点ローカル座標系から見た操縦者の手の映像で見るロボットハンドの位置と深部感覚で感じる本

位置と TELESAR VI のハンドの位置の間の誤差を最小化

当の手の位置のずれがなくなり，自然な操作感が得られる。

させる𝜙1 , 𝜙2 と𝜙4 の変化量を数値的に求める。この手先位

これを実現するには，アーム部のジョイントを以下の等式置の誤差最小化と同時に，ステップ 1 で実現した上腕の姿が満たされるように制御すればよい。

勢の一致をできるだけ維持する𝜙3 を数値的に求める。数値計算の結果，手先の位置誤差が閾値以上の間はステップ 2

𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒𝑚𝑠−𝑒𝑦𝑒𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑 𝑇 = 𝑚𝑠−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇を繰り返し，閾値未満になればステップ 3 に進む。
ステップ 3：操縦者の手の方向と TELESAR VI のハンドスレーブ側の左辺は以下のように展開される。の方向を一致させるために𝜙5 , 𝜙6 , 𝜙7 を以下の式より解析的に求めて手続きを終了する。

𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒𝑊 −1
𝑊∙ 𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇
𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇 = 𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒 𝑇
𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑 −1
𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑= 𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒 𝑇 ∙ 𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑 𝑇

𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒 −1
𝑚𝑠−𝑒𝑦𝑒𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑∙ 𝑚𝑠−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇
𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇 = 𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑 𝑇
𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑
𝑠𝑙−𝑤𝑟𝑠𝑡−1 ∙ 𝑚𝑠−𝑒𝑦𝑒 𝑇
𝑠𝑙−𝑤𝑟𝑠𝑡𝑇 ∙ 𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇 = 𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑 𝑇
𝑚𝑠−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑠𝑙−𝑤𝑟𝑠𝑡𝑇=𝑭𝑨𝒓𝒎(𝜙,𝜙,𝜙567)
𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑

また，マスター側の右辺はワールド座標系から見た操縦𝑊
者の手先位置と方向を 𝑚𝑠−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇 とすれば以下になる。

𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒→ 𝑭𝑨𝒓𝒎𝑅𝑜𝑡 (𝜙5 , 𝜙6 , 𝜙7 ) = 𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑𝑇𝑅𝑜𝑡−1𝑚𝑠−𝑒𝑦𝑒∙ 𝑚𝑠−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇𝑅𝑜𝑡

𝑚𝑠−𝑒𝑦𝑒𝑊
𝑊 −1 ∙𝑚𝑠−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇
𝑚𝑠−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇 = 𝑚𝑠−𝑒𝑦𝑒 𝑇
𝑠𝑙−𝑤𝑟𝑠𝑡ここで， 𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑
𝑇はアーム前腕部分に関する順運動学かこれらの関係式から，肩から見たハンドに関する同次行
𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑
列 𝑠𝑙−ℎ𝑎𝑛𝑑
𝑇 = 𝑨𝒓𝒎(𝜙1 ⋯ 𝜙7 )ら𝜙5 , 𝜙6 , 𝜙7 の関数として求まる。

は以下のように求まる。

4. シミュレーションシステム
𝑠𝑙−𝑒𝑦𝑒𝑊
𝑊𝑇 −1 ∙𝑨𝒓𝒎(𝜙1 ⋯ 𝜙7 ) = 𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑 𝑇 −1 ∙ 𝑚𝑠−𝑒𝑦𝑒
𝑚𝑠−ℎ𝑎𝑛𝑑𝑇

3 節で示した TELESAR VI の運動学に基づいたロボットシミュレーションシステムを構築した。これは，計測したアーム部のジョイント変数は 7 つであり冗長性がある。

操縦者の姿勢から逆運動学を解くことによって操縦者のこの冗長性を用いて操縦者の上腕の姿勢（肩から肘に向か動きを再現するジョイント変数を求め，それを VR で作らう射出ベクトル）を再現させることを考える。すなわち，れた 3D モデルに反映することで TELESAR VI の挙動をシ𝑚𝑠−𝑠ℎ𝑙𝑑
操縦者の肩から肘に関する同次行列 𝑚𝑠−𝑒𝑙𝑏𝑤
𝑇 の回転成分ミュレーションするものでる。このシステムは 3 次元計測を，TELESAR VI アームの肩から肘に関する同次行列システム，逆運動学（IK）計算システム，VR 表示システ

𝑠𝑙−𝑠ℎ𝑙𝑑𝑠𝑙−𝑒𝑙𝑏𝑤 𝑇 の回転成分と可能な限り一致させる。

ムの 3 つのサブシステムから構成される（図 2）。以下に本システムの概要とその用途・応用例を述べる。

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5. むすび本研究ではヒト型代理ロボットによるテレイグジスタ

計測
データ

3次元計測システム

ンスを実現するための運動学的な定式化と，その定式化に基づくロボットシミュレーションシステムの構築を行っIK計算システムた。このシステムを利用することで，現在開発中の次世代ジョイントデータ

テレイグジスタンスプラットフォーム TELESAR VI の挙動をバーチャルに再現し，各種の動作検証や VR 実験を行うことができる。
今後の課題としては，本稿で取り扱わなかったロボット実機の制御システムハンド部の運動学的な定式化を行いシミュレーションシステム内に組み入れることが挙げられる。
VR表示システム

謝辞

本研究は国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）の戦略的創造研究推進事業（ACCEL）「触原色に立脚した身体性メディア技術の基盤構築と応用展開」の支援によっ
図 2: ロボットシミュレーションシステムて行われた。

参考文献[1] S. Tachi, Telexistence (2nd Edition). World Scientific,

4.1 システム概要
4.1.1 3 次元計測システム

2015.

光学式モーションキャプチャ（OptiTrack, Prime13/13W）を用いて操縦者の身体運動を計測するシステムである。身

[2] S. Tachi, H. Arai and T. Maeda, “Tel-existence master-

体の各部位（頭・肩・肘・手首）に取り付けたマーカーを

slave system for remote manipulation”, Proceedings of

通じてそれらの部位の 3 次元位置と姿勢をサンプリング

IROS ’90. IEEE International Workshop, pp. 343–348,

周波数 240Hz で計測する。計測データは IK 計算システム

1990.に送られる。

[3] N. Kawakami and D. Sekiguchi, “TelesarPHONE –Communication Robot based on Next Generation

4.1.2 IK 計算システム

Telexistence Technologies -”, International Symposium on

3 次元計測システムで得られた操縦者の身体動作に基づ

Robotics, pp. 1 – 4, 2005.

いて TELESAR VI の逆運動学問題をリアルタイムで計算するシステムである。計算結果のジョイント変数は VR 表

[4] K. Watanabe, I. Kawabuchi, N. Kawakami, T. Maeda and示システムに送られる。

S. Tachi, “Torso: completion of egocentric telegnosis

4.1.3 VR 表示システム

system”, ACM SIGGRAPH 2007 emerging technologies,
2007.

IK 計算システムで得られたジョイント変数を実物のTELESAR VI と同じサイズ・リンク構造を持つ 3DCG モデ[5] S. Tachi, K. Watanabe, K. Takeshita and K. Minamizawa,

ルに適用することで，操縦者の動きに対するロボットの挙“Mutual Telexistence Surrogate System: TELESAR4 -動を VR 空間に表示するシステムである。周囲からロボッ

telexistence in real environments using autostereoscopic

トの動きを確認できるだけでなく，HMD を用いることでimmersive display -”, IEEE/RSJ International Conference

実際に TELESAR VI に搭乗した時と同じ 1 人称視点の映on Intelligent Robots and Systems, pp. 25 – 30, 2011.

像を見ることができる。

[6] C. L. Fernando, M. Furukawa, T. Kurogi, S. Kamuro, K.
Sato, K. Minamizawa and S. Tachi, “Design of TELESAR

4.2 システムの用途
本システムのデータ通信の仕様は実際の TELESAR VI

V for Transferring Bodily Consciousness in Telexistence”,の実機の制御システムに使われるものと同じものである。

2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent

そのため，このシステムを使って TELESAR VI の実機のたRobots and Systems, pp.5112 – 5118, 2012.

めのマスタースレーブシステムの開発と動作検証を行う[7] M. Y. Saraiji, C. L. Fernando, M. Furukawa, K.

ことができる。また，このシステムを使うことで実機とほMinamizawa and S. Tachi, “Virtual telesar - designing andぼ同じ見えの VR 映像によるテレイグジスタンスロボット

implementation of a modular based immersive virtualの操縦訓練や，テレイグジスタンス環境における操縦者のtelexistence platform”, IEEE/SICE, pp. 595 – 598, 2012.

心理特性を調査する VR 実験などに利用することができる。

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