計測に基づく手指の可動領域のモデリング

摘要

手の計算機モデルを製品設計支援に役立てることを目的としたデジタルハンド研究をはじめ，手による物体の把持·操作姿勢の生成や評価を行うには，人の手の種々の特性が必要となる．なかでも，手指関節がどこまで曲がりどこまで伸ばせるかを表す関節可動域は，重要な特性の一つである．これまで人の手指の関節可動域は，主にゴニオメータを用いて，各関節を最も大きく動かした両端限界での姿勢として求められれてきた．この時，各関節は独立に扱われ，他の関節の状態は無視されている．しかし，実際には関節自由度間の連動により手のとりうる姿勢は限られているため，この表現では本来とりえない姿勢が含まれることになる．非常に強い連動が認められる各指の近位指節間関節と遠位指節間関節については数式モデル化もなされているが，その他については明確なモデルが見当たらない．そこで本研究では，被験者個人の手のリンク構造と表皮を表現する個別ハンドモデルを利用し，連動性を考慮して関節可動領域を表現する手法の提案を目的とする．ここでは，手全体の多様な姿勢を計測し，計測された姿勢の含まれる領域を表現することで，連動が反映された領域表現とする．モデリングされた可動領域の情報を用いることで，実際に再現可能な手指姿勢をコンピュータ上でシミュレートすることが可能であると考えられる．