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特開2023-69957位置・力制御システム、位置・力制御装置、位置・力制御方法及びプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023069957
(43)【公開日】2023-05-18
(54)【発明の名称】位置・力制御システム、位置・力制御装置、位置・力制御方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
A61H 7/00 20060101AFI20230511BHJP
【ＦＩ】
A61H7/00 323S
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021182220
(22)【出願日】2021-11-08
(71)【出願人】
【識別番号】000241500
【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】899000079
【氏名又は名称】慶應義塾
(71)【出願人】
【識別番号】516331889
【氏名又は名称】モーションリブ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100127384
【弁理士】
【氏名又は名称】坊野 康博
(72)【発明者】
【氏名】金田 浩二
(72)【発明者】
【氏名】大西 公平
(72)【発明者】
【氏名】溝口 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】國分 元樹
【テーマコード（参考）】
4C100
【Ｆターム（参考）】
4C100AD21
4C100BA01
4C100BA03
4C100BA05
4C100BB01
4C100BB02
4C100CA03
4C100CA13
4C100CA20
4C100DA04
4C100DA05
(57)【要約】
【課題】施術者がユーザに対して直接施術する場合のマッサージにより近い触覚を、マッサージを行う機器によって提示する。
【解決手段】位置・力制御システム１は、施術動作の入力を受け付ける１または複数のマスタ装置１０と、施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置２０と、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０を制御する制御装置３０と、を含む。制御装置３０は、マスタ装置１０に入力された施術動作に対応する力触覚をスレーブ装置２０に出力させるための制御パラメータをスレーブ装置２０に送信し、スレーブ装置２０が出力した施術動作に対する反力をマスタ装置１０に出力させるための制御パラメータをマスタ装置１０に送信する。
【選択図】図１
【解決手段】位置・力制御システム１は、施術動作の入力を受け付ける１または複数のマスタ装置１０と、施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置２０と、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０を制御する制御装置３０と、を含む。制御装置３０は、マスタ装置１０に入力された施術動作に対応する力触覚をスレーブ装置２０に出力させるための制御パラメータをスレーブ装置２０に送信し、スレーブ装置２０が出力した施術動作に対する反力をマスタ装置１０に出力させるための制御パラメータをマスタ装置１０に送信する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
施術動作の入力を受け付ける１または複数のマスタ装置と、
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、前記マスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を前記スレーブ装置に出力させるための制御パラメータを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置が出力した施術動作に対する反力を前記マスタ装置に出力させるための制御パラメータを前記マスタ装置に送信することを特徴とする位置・力制御システム。
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、前記マスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を前記スレーブ装置に出力させるための制御パラメータを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置が出力した施術動作に対する反力を前記マスタ装置に出力させるための制御パラメータを前記マスタ装置に送信することを特徴とする位置・力制御システム。
【請求項2】
前記制御部は、前記スレーブ装置からのリクエストに応じて、１つの前記マスタ装置と、当該リクエストを行った前記スレーブ装置とにおける通信リンクを確立させ、前記マスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を前記スレーブ装置に出力させることを特徴とする請求項１に記載の位置・力制御システム。
【請求項3】
前記制御部は、複数の前記スレーブ装置からのリクエストを受け付け、いずれか１つの前記マスタ装置と、当該リクエストを行った複数の前記スレーブ装置とにおける通信リンクを確立させることを特徴とする請求項１に記載の位置・力制御システム。
【請求項4】
前記制御部は、前記スレーブ装置からのリクエストに示された１つの前記マスタ装置と、当該リクエストを行った複数の前記スレーブ装置とにおける通信リンクを確立させることを特徴とする請求項３に記載の位置・力制御システム。
【請求項5】
前記制御部は、前記マスタ装置に入力された施術動作を正規化した制御パラメータとして、複数の前記スレーブ装置に送信することを特徴とする請求項３または４に記載の位置・力制御システム。
【請求項6】
前記スレーブ装置は、前記制御部から送信された前記正規化した制御パラメータに対し、当該スレーブ装置のユーザに応じた補正を行い、補正後の制御パラメータに基づいて、力触覚を出力することを特徴とする請求項５に記載の位置・力制御システム。
【請求項7】
前記スレーブ装置は、前記制御部から送信された制御パラメータが示す物理量が設定された上限を超えた場合、及び、前記制御部から前記制御パラメータを受信する通信状況が設定された状態より低下した場合の少なくともいずれかにおいて、ユーザへの作用を抑制するための予め設定された制御を実行することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の位置・力制御システム。
【請求項8】
前記スレーブ装置は、記憶された前記制御パラメータを再生することにより、施術動作に対応する力触覚を出力することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の位置・力制御システム。
【請求項9】
前記スレーブ装置は、施術されるユーザを押圧する押圧部材を備え、前記マスタ装置に入力された押圧動作の力触覚を、前記押圧部材を介して出力することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の位置・力制御システム。
【請求項10】
前記スレーブ装置は、施術されるユーザを摩る摩り部材を備え、前記マスタ装置に入力された摩り動作のための操作に対応して、前記摩り部材を介して摩り動作を出力することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の位置・力制御システム。
【請求項11】
施術動作の入力を受け付ける１または複数のマスタ装置と、
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含む位置・力制御システムにおけるスレーブ装置として構成される位置・力制御装置であって、
施術動作の入力を受け付けるマスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を表す制御パラメータに基づいて、前記施術動作に対応する力触覚を出力することを特徴とする位置・力制御装置。
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含む位置・力制御システムにおけるスレーブ装置として構成される位置・力制御装置であって、
施術動作の入力を受け付けるマスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を表す制御パラメータに基づいて、前記施術動作に対応する力触覚を出力することを特徴とする位置・力制御装置。
【請求項12】
施術動作の入力を受け付ける１または複数のマスタ装置と、
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含む位置・力制御システムが実行する位置・力制御方法であって、
前記制御部が、前記マスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を前記スレーブ装置に出力させるための制御パラメータを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置が出力した施術動作に対する反力を前記マスタ装置に出力させるための制御パラメータを前記マスタ装置に送信する制御ステップを含むことを特徴とする位置・力制御方法。
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含む位置・力制御システムが実行する位置・力制御方法であって、
前記制御部が、前記マスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を前記スレーブ装置に出力させるための制御パラメータを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置が出力した施術動作に対する反力を前記マスタ装置に出力させるための制御パラメータを前記マスタ装置に送信する制御ステップを含むことを特徴とする位置・力制御方法。
【請求項13】
施術動作の入力を受け付ける１または複数のマスタ装置と、
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含む位置・力制御システムにおけるスレーブ装置が実行する位置・力制御方法であって、
施術動作の入力を受け付けるマスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を表す制御パラメータに基づいて、前記施術動作に対応する力触覚を出力する力触覚出力ステップを含むことを特徴とする位置・力制御方法。
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含む位置・力制御システムにおけるスレーブ装置が実行する位置・力制御方法であって、
施術動作の入力を受け付けるマスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を表す制御パラメータに基づいて、前記施術動作に対応する力触覚を出力する力触覚出力ステップを含むことを特徴とする位置・力制御方法。
【請求項14】
施術動作の入力を受け付ける１または複数のマスタ装置と、
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含む位置・力制御システムの制御部を構成するコンピュータに、
前記マスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を前記スレーブ装置に出力させるための制御パラメータを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置が出力した施術動作に対する反力を前記マスタ装置に出力させるための制御パラメータを前記マスタ装置に送信する制御機能を実現させることを特徴とするプログラム。
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含む位置・力制御システムの制御部を構成するコンピュータに、
前記マスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を前記スレーブ装置に出力させるための制御パラメータを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置が出力した施術動作に対する反力を前記マスタ装置に出力させるための制御パラメータを前記マスタ装置に送信する制御機能を実現させることを特徴とするプログラム。
【請求項15】
施術動作の入力を受け付ける１または複数のマスタ装置と、
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含む位置・力制御システムにおけるスレーブ装置を構成するコンピュータに、
施術動作の入力を受け付けるマスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を表す制御パラメータに基づいて、前記施術動作に対応する力触覚を出力する力触覚制御機能を実現させることを特徴とするプログラム。
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含む位置・力制御システムにおけるスレーブ装置を構成するコンピュータに、
施術動作の入力を受け付けるマスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を表す制御パラメータに基づいて、前記施術動作に対応する力触覚を出力する力触覚制御機能を実現させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、位置・力制御システム、位置・力制御装置、位置・力制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ユーザの身体に対し、マッサージを施すマッサージチェアが知られている。
マッサージチェアは、例えば、背もたれに内蔵された押圧部材を移動させながら、ユーザの背中や肩等をマッサージする機能を備えており、マッサージ師等の施術者が行う施術に近いマッサージを行えるように種々の改良が重ねられている。
なお、特許文献１には、マッサージ動作に対する使用者の感覚を推定し、この推定された感覚に基づいて、マッサージ動作を使用者が好む方向に変更制御するマッサージ機に関する技術が記載されている。
特許文献１に記載された技術は、マッサージの進行に伴って変化する使用者の感覚に応じて効果的なマッサージを行うと共に、推定感覚の信頼性を向上させることを図るものである。
マッサージチェアは、例えば、背もたれに内蔵された押圧部材を移動させながら、ユーザの背中や肩等をマッサージする機能を備えており、マッサージ師等の施術者が行う施術に近いマッサージを行えるように種々の改良が重ねられている。
なお、特許文献１には、マッサージ動作に対する使用者の感覚を推定し、この推定された感覚に基づいて、マッサージ動作を使用者が好む方向に変更制御するマッサージ機に関する技術が記載されている。
特許文献１に記載された技術は、マッサージの進行に伴って変化する使用者の感覚に応じて効果的なマッサージを行うと共に、推定感覚の信頼性を向上させることを図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００５－１１８１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載されたマッサージ機は、生理信号を検出する生理信号検出手段、検出された生理信号に基づいて、マッサージ動作に対する使用者の感覚を推定する感覚推定手段、及び、マッサージ動作の少なくとも変更制御を、使用者毎に履歴情報として記憶する履歴情報記憶手段等を備え、ユーザにとって心地良いと推定される効果的なマッサージ（触覚の提示）の実現を図るものである。
そのため、特許文献１に記載された技術においては、マッサージ機の推定結果に基づき、ユーザによって心地良いと推定されるマッサージ動作を行うことから、有資格者のセラピストやマッサージ師等の施術者が、ユーザの身体に触れて判断した場合に実行する施術内容とは異なる可能性が高い。
即ち、従来の技術においては、マッサージを行う機器によって、施術者がユーザに対して直接施術する場合のマッサージに近い触覚を提示することが困難であった。
そのため、特許文献１に記載された技術においては、マッサージ機の推定結果に基づき、ユーザによって心地良いと推定されるマッサージ動作を行うことから、有資格者のセラピストやマッサージ師等の施術者が、ユーザの身体に触れて判断した場合に実行する施術内容とは異なる可能性が高い。
即ち、従来の技術においては、マッサージを行う機器によって、施術者がユーザに対して直接施術する場合のマッサージに近い触覚を提示することが困難であった。
【0005】
本発明は、施術者がユーザに対して直接施術する場合のマッサージにより近い触覚を、マッサージを行う機器によって提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明の一態様の位置・力制御システムは、
施術動作の入力を受け付ける１または複数のマスタ装置と、
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、前記マスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を前記スレーブ装置に出力させるための制御パラメータを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置が出力した施術動作に対する反力を前記マスタ装置に出力させるための制御パラメータを前記マスタ装置に送信することを特徴とする。
施術動作の入力を受け付ける１または複数のマスタ装置と、
施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置と、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、前記マスタ装置に入力された施術動作に対応する力触覚を前記スレーブ装置に出力させるための制御パラメータを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置が出力した施術動作に対する反力を前記マスタ装置に出力させるための制御パラメータを前記マスタ装置に送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、施術者がユーザに対して直接施術する場合のマッサージにより近い触覚を、マッサージを行う機器によって提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態に係る位置・力制御システム１のシステム構成を示す模式図である。
【図2】マスタ装置１０の構成を示す模式図である。
【図3】スレーブ装置２０の構成を示す模式図である。
【図4】位置・力制御システム１において制御を行う機能部を構成する情報処理装置８００のハードウェア構成を示す図である。
【図5】マスタ装置１０の機能的構成を示すブロック図である。
【図6】本実施形態において用いられる力触覚の伝達制御を実現するためのアルゴリズムを示すブロック図である。
【図7】スレーブ装置２０の機能的構成を示すブロック図である。
【図8】制御装置３０の機能的構成を示すブロック図である。
【図9】位置・力制御システム１における個別施術モードの概念を示す模式図である。
【図10】位置・力制御システム１における複数施術モードの概念を示す模式図である。
【図11】位置・力制御システム１が実行する遠隔施術処理の流れを示すフローチャートである。
【図12】個別施術処理の流れを示すフローチャートである。
【図13】複数施術処理の流れを示すフローチャートである。
【図14】ユーザの背中を摩る機能を備えたスレーブ装置２０の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
［構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る位置・力制御システム１のシステム構成を示す模式図である。
本実施形態に係る位置・力制御システム１は、施術者によって使用される複数のマスタ装置１０と、ユーザによって使用される複数のスレーブ装置２０とが遠隔的に設置されると共に、任意のマスタ装置１０とスレーブ装置２０とを組み合わせて通信リンクを確立することが可能となっている。マスタ装置１０は、施術者が行う施術動作を受け付ける装置形態となっており、スレーブ装置２０は、施術者が行った施術動作をユーザ（被施術者）に作用させることが可能な装置形態となっている。そして、マスタ装置１０とスレーブ装置２０とで、力触覚の伝達制御を実行することにより、施術者がマスタ装置１０を介して行った施術動作が、スレーブ装置２０を介してユーザに入力されると共に、ユーザからスレーブ装置２０に入力した反力が、マスタ装置１０を介して施術者に提示される。
したがって、施術者がユーザに対して直接施術する場合のマッサージにより近い触覚を、マッサージを行う機器によって提示することが可能となる。
［構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る位置・力制御システム１のシステム構成を示す模式図である。
本実施形態に係る位置・力制御システム１は、施術者によって使用される複数のマスタ装置１０と、ユーザによって使用される複数のスレーブ装置２０とが遠隔的に設置されると共に、任意のマスタ装置１０とスレーブ装置２０とを組み合わせて通信リンクを確立することが可能となっている。マスタ装置１０は、施術者が行う施術動作を受け付ける装置形態となっており、スレーブ装置２０は、施術者が行った施術動作をユーザ（被施術者）に作用させることが可能な装置形態となっている。そして、マスタ装置１０とスレーブ装置２０とで、力触覚の伝達制御を実行することにより、施術者がマスタ装置１０を介して行った施術動作が、スレーブ装置２０を介してユーザに入力されると共に、ユーザからスレーブ装置２０に入力した反力が、マスタ装置１０を介して施術者に提示される。
したがって、施術者がユーザに対して直接施術する場合のマッサージにより近い触覚を、マッサージを行う機器によって提示することが可能となる。
【0010】
図１に示すように、本実施形態に係る位置・力制御システム１は、施術者が施術（マッサージ等）の動作を入力するマスタ装置１０と、ユーザ（被施術者）に対して施術のための動作を出力するスレーブ装置２０と、マスタ装置１０とスレーブ装置２０との間における力触覚の伝達を制御する制御装置３０と、スレーブ装置２０によって施術を受けるユーザを撮影する撮像装置Ｃと、撮像装置Ｃによって撮影されたユーザの画像を表示する表示装置Ｄと、を備えている。また、マスタ装置１０、スレーブ装置２０、制御装置３０、撮像装置Ｃ及び表示装置Ｄは、インターネット等のネットワーク４０を介して、互いに通信可能に構成されている。なお、本実施形態において、位置・力制御システム１には、マスタ装置１０、スレーブ装置２０、撮像装置Ｃ及び表示装置Ｄがそれぞれ複数含まれるものとする。
【0011】
マスタ装置１０は、施術者が入力する施術の動作を受け付ける機構を備えており、施術者の押圧動作を受け付ける部材（後述する右受圧部材１０６Ｒ及び左受圧部材１０６Ｌ）が、上下方向（ユーザの背骨方向）、左右方向（ユーザの肩幅方向）及び前後方向（ユーザの身体に押圧を加える方向）に移動可能な構成を有している。本実施形態において、マスタ装置１０は、人間の肩及び頸付近の形に沿った構造とされ、施術者が実際に被施術者に対して施術を行う際の動きを入力可能な構成となっている。
【0012】
図２は、マスタ装置１０の構成を示す模式図である。
なお、図２においては、マスタ装置１０を介して施術が行われる被施術者の上半身の模式図を併せて示しており、丸数字及び矢印は、マスタ装置１０及び被施術者の上半身における対応する動きを表している。
なお、図２においては、マスタ装置１０を介して施術が行われる被施術者の上半身の模式図を併せて示しており、丸数字及び矢印は、マスタ装置１０及び被施術者の上半身における対応する動きを表している。
【0013】
図２に示すように、マスタ装置１０は、マスタ装置１０全体の基台となる基台部１０１と、基台部１０１に対して上下方向に移動可能に設置された受圧ユニット１０２と、受圧ユニット１０２において前後方向に延びる前後アーム１０３と、前後アーム１０３の先端に設置され、左右方向に延びる右アーム部１０４Ｒ及び左アーム１０４Ｌと、右アーム部１０４Ｒにおいて左右方向に移動可能に設置された右操作部１０５Ｒと、左アーム部１０４Ｌにおいて左右方向に移動可能に設置された左操作部１０５Ｌと、を備えている。また、右操作部１０５Ｒは、施術者の押圧動作を受ける右受圧部材１０６Ｒと、右受圧部材１０６Ｒを前後方向に移動可能に支持する右支持部材１０７Ｒと、を備えている。また、左操作部１０５Ｌは、施術者の押圧動作を受ける左受圧部材１０６Ｌと、左受圧部材１０６Ｌを前後方向に移動可能に支持する左支持部材１０７Ｌと、を備えている。
【0014】
さらに、受圧ユニット１０２の上下方向の移動は、アクチュエータ１０８によって制御可能となっており、右操作部１０５Ｒ及び左操作部１０５Ｌの左右方向の移動、右受圧部材１０６Ｒ及び左受圧部材１０６Ｌの前後方向の移動には、アクチュエータ１０９～１１２による反力が付与可能となっている。
また、マスタ装置１０は、制御装置３０の制御に従って、マスタ装置１０を制御するマスタ制御部１１３を備えている。
また、マスタ装置１０は、制御装置３０の制御に従って、マスタ装置１０を制御するマスタ制御部１１３を備えている。
【0015】
基台部１０１は、マスタ装置１０全体の基台となる支持部材であり、受圧ユニット１０２を上下方向に移動可能に支持している。受圧ユニット１０２の上下方向の位置は、アクチュエータ１０８によって変化され、目的とする位置で固定することが可能となっている。
受圧ユニット１０２は、基台部１０１に対して上下方向に移動可能に設置され、前後アーム１０３、右アーム部１０４Ｒ及び左アーム１０４Ｌ、右操作部１０５Ｒ及び左操作部１０５Ｌが設置される。即ち、受圧ユニット１０２が上下方向に移動することにより、前後アーム１０３、右アーム部１０４Ｒ及び左アーム１０４Ｌ、右操作部１０５Ｒ及び左操作部１０５Ｌの上下方向の位置が変化する。
受圧ユニット１０２は、基台部１０１に対して上下方向に移動可能に設置され、前後アーム１０３、右アーム部１０４Ｒ及び左アーム１０４Ｌ、右操作部１０５Ｒ及び左操作部１０５Ｌが設置される。即ち、受圧ユニット１０２が上下方向に移動することにより、前後アーム１０３、右アーム部１０４Ｒ及び左アーム１０４Ｌ、右操作部１０５Ｒ及び左操作部１０５Ｌの上下方向の位置が変化する。
【0016】
前後アーム１０３は、前後方向に延びる部材として受圧ユニット１０２に設置され、先端に右アーム部１０４Ｒ及び左アーム１０４Ｌが固定されている。なお、右アーム部１０４Ｒ及び左アーム部１０４Ｌの水平方向に対する傾きを調整可能な構成としてもよい。
右アーム部１０４Ｒは、前後アーム１０３の先端に設置され、前後アーム１０３から右方向に延びている。また、右アーム部１０４Ｒは、右操作部１０５Ｒを左右方向に移動可能に支持している。右操作部１０５Ｒの左右方向の位置は、施術者の施術動作によって変化される。
左アーム部１０４Ｌは、前後アーム１０３の先端に設置され、前後アーム１０３から左方向に延びている。また、左アーム部１０４Ｌは、左操作部１０５Ｌを左右方向に移動可能に支持している。左操作部１０５Ｌの左右方向の位置は、施術者の施術動作によって変化される。
右アーム部１０４Ｒは、前後アーム１０３の先端に設置され、前後アーム１０３から右方向に延びている。また、右アーム部１０４Ｒは、右操作部１０５Ｒを左右方向に移動可能に支持している。右操作部１０５Ｒの左右方向の位置は、施術者の施術動作によって変化される。
左アーム部１０４Ｌは、前後アーム１０３の先端に設置され、前後アーム１０３から左方向に延びている。また、左アーム部１０４Ｌは、左操作部１０５Ｌを左右方向に移動可能に支持している。左操作部１０５Ｌの左右方向の位置は、施術者の施術動作によって変化される。
【0017】
右操作部１０５Ｒは、右アーム部１０４Ｒに対して左右方向に移動可能に設置され、右受圧部材１０６Ｒを前後方向に移動可能に支持する右支持部材１０７Ｒを備えている。また、右受圧部材１０６Ｒは、ユーザを施術する施術者の押圧動作を受ける部材であり、右支持部材１０７Ｒに対して前後方向に移動する。右受圧部材１０６Ｒの前後方向の位置は、施術者の押圧動作によって変化される。
左操作部１０５Ｌは、左アーム部１０４Ｌに対して左右方向に移動可能に設置され、左受圧部材１０６Ｌを前後方向に移動可能に支持する左支持部材１０７Ｌを備えている。また、左受圧部材１０６Ｌは、ユーザを施術する施術者の押圧動作を受ける部材であり、左支持部材１０７Ｌに対して前後方向に移動する。左受圧部材１０６Ｌの前後方向の位置は、施術者の押圧動作によって変化される。
左操作部１０５Ｌは、左アーム部１０４Ｌに対して左右方向に移動可能に設置され、左受圧部材１０６Ｌを前後方向に移動可能に支持する左支持部材１０７Ｌを備えている。また、左受圧部材１０６Ｌは、ユーザを施術する施術者の押圧動作を受ける部材であり、左支持部材１０７Ｌに対して前後方向に移動する。左受圧部材１０６Ｌの前後方向の位置は、施術者の押圧動作によって変化される。
【0018】
アクチュエータ１０８は、施術者の操作またはマスタ制御部１１３の指示に応じて、基台部１０１に対して受圧ユニット１０２を上下方向に移動させる。また、アクチュエータ１０８は、アクチュエータ１０８の回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ１０８ａを備えている。ロータリーエンコーダ１０８ａが検出した回転角度は、マスタ制御部１１３に送信される。
【0019】
アクチュエータ１０９は、施術者の施術動作により右操作部１０５Ｒが左右方向に移動される際に、右操作部１０５Ｒの移動に対する反力を付与する。また、アクチュエータ１０９は、アクチュエータ１０９の回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ１０９ａを備えている。ロータリーエンコーダ１０９ａが検出した回転角度は、マスタ制御部１１３に送信される。
【0020】
アクチュエータ１１０は、施術者の施術動作により左操作部１０５Ｌが左右方向に移動される際に、左操作部１０５Ｌの移動に対する反力を付与する。また、アクチュエータ１１０は、アクチュエータ１１０の回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ１１０ａを備えている。ロータリーエンコーダ１１０ａが検出した回転角度は、マスタ制御部１１３に送信される。
【0021】
アクチュエータ１１１は、施術者の施術動作により右受圧部材１０６Ｒが前後方向に移動される際に、右受圧部材１０６Ｒの移動に対する反力を付与する。また、アクチュエータ１１１は、アクチュエータ１１１の回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ１１１ａを備えている。ロータリーエンコーダ１１１ａが検出した回転角度は、マスタ制御部１１３に送信される。
【0022】
アクチュエータ１１２は、施術者の施術動作により左受圧部材１０６Ｌが前後方向の移動される際に、左受圧部材１０６Ｌの移動に対する反力を付与する。また、アクチュエータ１１２は、アクチュエータ１１２の回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ１１２ａを備えている。ロータリーエンコーダ１１２ａが検出した回転角度は、マスタ制御部１１３に送信される。
【0023】
マスタ制御部１１３は、制御装置３０の制御に従って、マスタ装置１０のアクチュエータ１０８～１１２を制御したり、ロータリーエンコーダ１０８ａ～１１２ａによって検出されたアクチュエータ１０８～１１２の回転角度を制御装置３０に送信したりする。
【0024】
スレーブ装置２０は、ユーザ（被施術者）に対して施術のための動作を出力する機構を備えており、ユーザに対して施術のための押圧動作を出力する部材（後述する右押圧部材２０６Ｒ及び左押圧部材２０６Ｌ）が上下方向（ユーザの背骨方向）、左右方向（ユーザの肩幅方向）及び前後方向（ユーザの身体に押圧を加える方向）に移動可能な構成を有している。
【0025】
スレーブ装置２０は、ユーザ（被施術者）に対して施術のための動作を出力する機構を備えており、ユーザに対して押圧動作を出力する部材（後述する右押圧部材２０６Ｒ及び左押圧部材２０６Ｌ）が、上下方向（ユーザの背骨方向）、左右方向（ユーザの肩幅方向）及び前後方向（ユーザの身体に押圧を加える方向）に移動可能な構成を有している。なお、スレーブ装置２０は、椅子、ソファ、ベッド、自動車のシート等、ユーザにマッサージを施術可能な種々の器具に設置することができる。
【0026】
図３は、スレーブ装置２０の構成を示す模式図である。
なお、図３においては、スレーブ装置２０の機械的構造が内部に実装される背もたれ部の外観を併せて示しており、丸数字及び矢印は、図２に示すマスタ装置１０の動きと同様の動きを表している。
なお、図３においては、スレーブ装置２０の機械的構造が内部に実装される背もたれ部の外観を併せて示しており、丸数字及び矢印は、図２に示すマスタ装置１０の動きと同様の動きを表している。
【0027】
図３に示すように、スレーブ装置２０は、スレーブ装置２０全体を支持する支持部２０１と、支持部２０１に対して上下方向に移動可能に設置された施術ユニット２０２と、施術ユニット２０２を支持するベース部材となるベース部２０３と、ベース部２０３に設置され、左右方向に延びる右アーム部２０４Ｒ及び左アーム２０４Ｌと、右アーム部２０４Ｒにおいて左右方向に移動可能に設置された右作用部２０５Ｒと、左アーム部２０４Ｌにおいて左右方向に移動可能に設置された左作用部２０５Ｌと、を備えている。また、右作用部２０５Ｒは、ユーザに対して押圧作用を付与する右押圧部材２０６Ｒと、右押圧部材２０６Ｒを前後方向に移動可能に支持する右支持部材２０７Ｒと、を備えている。また、左作用部２０５Ｌは、ユーザに対して押圧作用を付与する左押圧部材２０６Ｌと、左押圧部材２０６Ｌを前後方向に移動可能に支持する左支持部材２０７Ｌと、を備えている。
【0028】
さらに、施術ユニット２０２の上下方向の移動は、アクチュエータ２０８によって制御可能となっており、右作用部２０５Ｒ及び左作用部２０５Ｌの左右方向の移動、右押圧部材２０６Ｒ及び左押圧部材２０６Ｌの前後方向の移動は、アクチュエータ２０９～２１２によって制御可能となっている。
また、スレーブ装置２０は、制御装置３０の制御に従って、スレーブ装置２０を制御するスレーブ制御部２１３を備えている。
また、スレーブ装置２０は、制御装置３０の制御に従って、スレーブ装置２０を制御するスレーブ制御部２１３を備えている。
【0029】
支持部２０１は、スレーブ装置２０全体を支持する支持部材であり、施術ユニット２０２を上下方向に移動可能に支持している。施術ユニット２０２の上下方向の位置は、アクチュエータ２０８によって変化され、目的とする位置で固定することが可能となっている。
施術ユニット２０２は、支持部２０１に対して上下方向に移動可能に設置され、ベース部２０３、右アーム部２０４Ｒ及び左アーム２０４Ｌ、右作用部２０５Ｒ及び左作用部２０５Ｌが設置される。即ち、施術ユニット２０２が上下方向に移動することにより、右アーム部２０４Ｒ及び左アーム２０４Ｌ、右作用部２０５Ｒ及び左作用部２０５Ｌの上下方向の位置が変化する。
施術ユニット２０２は、支持部２０１に対して上下方向に移動可能に設置され、ベース部２０３、右アーム部２０４Ｒ及び左アーム２０４Ｌ、右作用部２０５Ｒ及び左作用部２０５Ｌが設置される。即ち、施術ユニット２０２が上下方向に移動することにより、右アーム部２０４Ｒ及び左アーム２０４Ｌ、右作用部２０５Ｒ及び左作用部２０５Ｌの上下方向の位置が変化する。
【0030】
ベース部２０３は、施術ユニット２０２を支持するベース部材であり、施術ユニット２０２を上下方向に移動可能に支持している。施術ユニット２０２の上下方向の位置は、アクチュエータ２０８によって変化され、目的とする位置で固定することが可能となっている。
右アーム部２０４Ｒは、ベース部２０３に設置され、ベース部２０３から右方向（より具体的には、一般的な肩の傾斜に沿う右下方向）に延びている。また、右アーム部２０４Ｒは、右作用部２０５Ｒを左右方向に移動可能に支持している。右作用部２０５Ｒの左右方向の位置は、施術者の施術動作に応じて制御装置３０から送信される位置及び力の基準値に従って変化される。
左アーム部２０４Ｌは、ベース部２０３に設置され、ベース部２０３から左方向（より具体的には、一般的な肩の傾斜に沿う左下方向）に延びている。また、左アーム部２０４Ｌは、左作用部２０５Ｌを左右方向に移動可能に支持している。左作用部２０５Ｌの左右方向の位置は、施術者の施術動作に応じて制御装置３０から送信される位置及び力の基準値に従って変化される。
右アーム部２０４Ｒは、ベース部２０３に設置され、ベース部２０３から右方向（より具体的には、一般的な肩の傾斜に沿う右下方向）に延びている。また、右アーム部２０４Ｒは、右作用部２０５Ｒを左右方向に移動可能に支持している。右作用部２０５Ｒの左右方向の位置は、施術者の施術動作に応じて制御装置３０から送信される位置及び力の基準値に従って変化される。
左アーム部２０４Ｌは、ベース部２０３に設置され、ベース部２０３から左方向（より具体的には、一般的な肩の傾斜に沿う左下方向）に延びている。また、左アーム部２０４Ｌは、左作用部２０５Ｌを左右方向に移動可能に支持している。左作用部２０５Ｌの左右方向の位置は、施術者の施術動作に応じて制御装置３０から送信される位置及び力の基準値に従って変化される。
【0031】
右作用部２０５Ｒは、右アーム部２０４Ｒに対して左右方向に移動可能に設置され、右押圧部材２０６Ｒを前後方向に移動可能に支持する右支持部材２０７Ｒを備えている。また、右押圧部材２０６Ｒは、施術者の押圧動作に応じて制御装置３０から送信される位置及び力の基準値に従って、ユーザに対する押圧作用を付与する部材であり、右支持部材２０７Ｒに対して前後方向に移動する。即ち、右押圧部材２０６Ｒの前後方向の位置は、施術者の押圧動作によって変化される。
左作用部２０５Ｌは、左アーム部２０４Ｌに対して左右方向に移動可能に設置され、左押圧部材２０６Ｌを前後方向に移動可能に支持する左支持部材２０７Ｌを備えている。また、左押圧部材２０６Ｌは、施術者の押圧動作に応じて制御装置３０から送信される位置及び力の基準値に従って、ユーザに対する押圧作用を付与する部材であり、左支持部材２０７Ｌに対して前後方向に移動する。即ち、左押圧部材２０６Ｌの前後方向の位置は、施術者の押圧動作によって変化される。
左作用部２０５Ｌは、左アーム部２０４Ｌに対して左右方向に移動可能に設置され、左押圧部材２０６Ｌを前後方向に移動可能に支持する左支持部材２０７Ｌを備えている。また、左押圧部材２０６Ｌは、施術者の押圧動作に応じて制御装置３０から送信される位置及び力の基準値に従って、ユーザに対する押圧作用を付与する部材であり、左支持部材２０７Ｌに対して前後方向に移動する。即ち、左押圧部材２０６Ｌの前後方向の位置は、施術者の押圧動作によって変化される。
【0032】
アクチュエータ２０８は、ユーザの操作またはスレーブ制御部２１３の指示に応じて、支持部２０１に対して施術ユニット２０２を上下方向に移動させる。スレーブ制御部２１３の指示に応じて施術ユニット２０２が上下方向に移動される場合、右作用部２０５Ｒ及び左作用部２０５Ｌに入力する反力等を検出することにより、ユーザの肩の位置に合わせて、施術ユニット２０２の固定位置を自動的に調整することができる。また、アクチュエータ２０８は、アクチュエータ２０８の回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ２０８ａを備えている。ロータリーエンコーダ２０８ａが検出した回転角度は、スレーブ制御部２１３に送信される。
【0033】
アクチュエータ２０９は、施術者の施術動作に応じて制御装置３０から送信される位置及び力の基準値に従って、右作用部２０５Ｒを左右方向に移動させる。また、アクチュエータ２０９は、アクチュエータ２０９の回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ２０９ａを備えている。ロータリーエンコーダ２０９ａが検出した回転角度は、スレーブ制御部２１３に送信される。
【0034】
アクチュエータ２１０は、施術者の施術動作に応じて制御装置３０から送信される位置及び力の基準値に従って、左作用部２０５Ｌを左右方向に移動させる。また、アクチュエータ２１０は、アクチュエータ２１０の回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ２１０ａを備えている。ロータリーエンコーダ２１０ａが検出した回転角度は、スレーブ制御部２１３に送信される。
【0035】
アクチュエータ２１１は、施術者の施術動作に応じて制御装置３０から送信される位置及び力の基準値に従って、右押圧部材２０６Ｒを前後方向に移動させる。これにより、施術者の施術動作に対応する位置及び力で右押圧部材２０６Ｒがユーザを押圧する。また、アクチュエータ２１１は、アクチュエータ２１１の回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ２１１ａを備えている。ロータリーエンコーダ２１１ａが検出した回転角度は、スレーブ制御部２１３に送信される。
【0036】
アクチュエータ２１２は、施術者の施術動作に応じて制御装置３０から送信される位置及び力の基準値に従って、左押圧部材２０６Ｌを前後方向に移動させる。これにより、施術者の施術動作に対応する位置及び力で左押圧部材２０６Ｌがユーザを押圧する。また、アクチュエータ２１２は、アクチュエータ２１２の回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ２１２ａを備えている。ロータリーエンコーダ２１２ａが検出した回転角度は、スレーブ制御部２１３に送信される。
【0037】
スレーブ制御部２１３は、制御装置３０の制御に従って、スレーブ装置２０のアクチュエータ２０８～２１２を制御したり、ロータリーエンコーダ２０８ａ～２１２ａによって検出されたアクチュエータ２０８～２１２の回転角度を制御装置３０に送信したりする。
【0038】
制御装置３０は、マスタ装置１０とスレーブ装置２０との間における力触覚の伝達を制御する。本実施形態においては、複数のマスタ装置１０及び複数のスレーブ装置２０のうち、制御装置３０によって、任意のマスタ装置１０とスレーブ装置２０とを対応付けることにより、マスタ・スレーブシステムを動的に構成することが可能となっている。また、制御装置３０は、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０を介して、施術者がユーザに施術を行った際の力触覚の伝達のための制御パラメータを記憶する。さらに、制御装置３０は、記憶している制御パラメータをスレーブ装置２０に送信することにより、施術者によるユーザへの施術を再現することができる。このとき、制御装置３０は、記憶している制御パラメータを編集することなくスレーブ装置２０に送信する（即ち、記憶された通りの施術を再現する）ことの他、制御パラメータの一部を削除したり、一部を繰り返したり、力を変化させたりする等の編集を行って、スレーブ装置２０に送信することが可能である。制御パラメータの編集を行うことで、ユーザの好みに合わせた施術内容に変更したり、異なるユーザに実施された施術内容を、施術を受けるユーザの体型や好みに合わせたものに変更したりすることができる。
【0039】
撮像装置Ｃは、スレーブ装置２０によって施術を受けるユーザを撮影し、撮影した画像のデータを制御装置３０に送信する。
表示装置Ｄは、撮像装置Ｃによって撮影されたユーザの画像を制御装置３０から受信し、マスタ装置１０を介して施術を行う施術者に向けて、ユーザ（被施術者）の画像を表示する。
表示装置Ｄは、撮像装置Ｃによって撮影されたユーザの画像を制御装置３０から受信し、マスタ装置１０を介して施術を行う施術者に向けて、ユーザ（被施術者）の画像を表示する。
【0040】
［ハードウェア構成］
次に、位置・力制御システム１において制御を行う機能部のハードウェア構成を説明する。
位置・力制御システム１において、制御装置３０、マスタ制御部１１３及びスレーブ制御部２１３はＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、サーバコンピュータあるいはタブレット端末等の情報処理装置によって構成され、その基本的構成は同様である。
次に、位置・力制御システム１において制御を行う機能部のハードウェア構成を説明する。
位置・力制御システム１において、制御装置３０、マスタ制御部１１３及びスレーブ制御部２１３はＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、サーバコンピュータあるいはタブレット端末等の情報処理装置によって構成され、その基本的構成は同様である。
【0041】
図４は、位置・力制御システム１において制御を行う機能部を構成する情報処理装置８００のハードウェア構成を示す図である。
図４に示すように、情報処理装置８００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）８１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）８１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８１３と、バス８１４と、入力部８１５と、出力部８１６と、記憶部８１７と、通信部８１８と、ドライブ８１９と、撮像部８２０と、を備えている。
図４に示すように、情報処理装置８００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）８１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）８１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８１３と、バス８１４と、入力部８１５と、出力部８１６と、記憶部８１７と、通信部８１８と、ドライブ８１９と、撮像部８２０と、を備えている。
【0042】
ＣＰＵ８１１は、ＲＯＭ８１２に記録されているプログラム、または、記憶部８１７からＲＡＭ８１３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。
ＲＡＭ８１３には、ＣＰＵ８１１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。
ＲＡＭ８１３には、ＣＰＵ８１１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。
【0043】
ＣＰＵ８１１、ＲＯＭ８１２及びＲＡＭ８１３は、バス８１４を介して相互に接続されている。バス８１４には、入力部８１５、出力部８１６、記憶部８１７、通信部８１８、ドライブ８１９及び撮像部８２０が接続されている。
【0044】
入力部８１５は、各種ボタン等で構成され、指示操作に応じて各種情報を入力する。
出力部８１６は、ディスプレイやスピーカ等で構成され、画像や音声を出力する。
なお、情報処理装置８００がスマートフォンやタブレット端末として構成される場合には、入力部８１５と出力部８１６のディスプレイとを重ねて配置し、タッチパネルを構成することとしてもよい。
記憶部８１７は、ハードディスクあるいはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、各サーバで管理される各種データを記憶する。
通信部８１８は、ネットワークを介して他の装置との間で行う通信を制御する。
出力部８１６は、ディスプレイやスピーカ等で構成され、画像や音声を出力する。
なお、情報処理装置８００がスマートフォンやタブレット端末として構成される場合には、入力部８１５と出力部８１６のディスプレイとを重ねて配置し、タッチパネルを構成することとしてもよい。
記憶部８１７は、ハードディスクあるいはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、各サーバで管理される各種データを記憶する。
通信部８１８は、ネットワークを介して他の装置との間で行う通信を制御する。
【0045】
ドライブ８１９には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリ等よりなる、リムーバブルメディア８３１が適宜装着される。ドライブ８１９によってリムーバブルメディア８３１から読み出されたプログラムは、必要に応じて記憶部８１７にインストールされる。
撮像部８２０は、レンズ及び撮像素子等を備えた撮像装置によって構成され、被写体のデジタル画像を撮像する。
なお、情報処理装置８００がサーバとして構成される場合には、撮像部８２０を省略した構成とすることも可能である。また、情報処理装置８００がタブレット端末として構成される場合には、入力部８１５をタッチセンサによって構成し、出力部８１６のディスプレイに重ねて配置することにより、タッチパネルを備える構成とすることも可能である。
撮像部８２０は、レンズ及び撮像素子等を備えた撮像装置によって構成され、被写体のデジタル画像を撮像する。
なお、情報処理装置８００がサーバとして構成される場合には、撮像部８２０を省略した構成とすることも可能である。また、情報処理装置８００がタブレット端末として構成される場合には、入力部８１５をタッチセンサによって構成し、出力部８１６のディスプレイに重ねて配置することにより、タッチパネルを備える構成とすることも可能である。
【0046】
［制御系統の機能的構成］
次に、位置・力制御システム１の各装置における制御系統の機能的構成について説明する。
［マスタ装置１０の機能的構成］
図５は、マスタ装置１０の機能的構成を示すブロック図である。
図５に示すように、マスタ装置１０（マスタ制御部１１３）のＣＰＵ８１１においては、ユーザインターフェース制御部（ＵＩ制御部）１５１と、モード設定部１５２と、センサ情報取得部１５３と、力触覚制御部１５４と、施術データ管理部１５５と、が機能する。また、マスタ装置１０の記憶部８１７には、施術データ記憶部１７１が形成される。
次に、位置・力制御システム１の各装置における制御系統の機能的構成について説明する。
［マスタ装置１０の機能的構成］
図５は、マスタ装置１０の機能的構成を示すブロック図である。
図５に示すように、マスタ装置１０（マスタ制御部１１３）のＣＰＵ８１１においては、ユーザインターフェース制御部（ＵＩ制御部）１５１と、モード設定部１５２と、センサ情報取得部１５３と、力触覚制御部１５４と、施術データ管理部１５５と、が機能する。また、マスタ装置１０の記憶部８１７には、施術データ記憶部１７１が形成される。
【0047】
施術データ記憶部１７１には、マスタ装置１０を介して、施術者が施術を行ったユーザに関する情報及び施術における制御パラメータが記憶される。施術者が施術を行ったユーザに関する情報には、ユーザの氏名、年齢、性別、連絡先及び施術内容の嗜好等の属性情報が含まれる。また、施術における制御パラメータとして、施術者が施術を行った際の力触覚伝達に関する時系列の制御パラメータが記憶される。
【0048】
ＵＩ制御部１５１は、位置・力制御システム１によって施術者がユーザに施術を行うための処理（後述する遠隔施術処理）における各種入出力画面の表示を制御する。例えば、ＵＩ制御部１５１は、遠隔施術処理において、施術者とユーザとが１対１で施術を行う個別施術モード、及び、施術者１人が複数のユーザに施術を行う複数施術モードのいずれを実行するかの設定等を受け付ける。また、ＵＩ制御部１５１は、制御装置３０から送信されたユーザの画像を表示装置Ｄまたはマスタ装置１０が備える出力部８１６のディスプレイ等に表示させる。
【0049】
モード設定部１５２は、遠隔施術処理において実行されるモードを設定する。本実施形態においては、施術者とユーザとが１対１で施術を行う個別施術モード、及び、施術者１人が複数のユーザに施術を行う複数施術モードのいずれかを設定可能となっており、モード設定部１５２は、施術者の入力または制御装置３０からの指示に従って、いずれかのモードを設定する。
【0050】
センサ情報取得部１５３は、アクチュエータ１０８～１１２のロータリーエンコーダ１０８ａ～１１２ａによって検出される位置情報（回転子の回転角度）を取得する。本実施形態において、力触覚の伝達に関与するマスタ装置１０のアクチュエータは、アクチュエータ１０９～１１２であるため、センサ情報取得部１５３は、例えば、１００［ｍｓ］毎等、遠隔施術処理における施術動作が連続的で滑らかな動きとなるレートで、ロータリーエンコーダ１０９ａ～１１２ａから位置情報（回転子の回転角度）を取得するものとする。ロータリーエンコーダ１０９ａ～１１２ａから取得される位置情報（回転子の回転角度）は、施術者による施術動作の入力、及び、各アクチュエータの出力（即ち、スレーブ装置２０に対するユーザの身体からの入力）に応じて変化する。
【0051】
力触覚制御部１５４は、センサ情報取得部１５３によって取得された位置情報（回転子の回転角度）と、制御装置３０から送信されるスレーブ装置２０のアクチュエータにおける位置情報（回転子の回転角度）とに基づいて、力触覚の伝達制御を行う。即ち、力触覚制御部１５４は、スレーブ装置２０のアクチュエータにおける位置情報（回転子の回転角度）を基準値とし、この基準値とセンサ情報取得部１５３によって取得された位置情報（回転子の回転角度）とを入力データとして、マスタ装置１０において対象とするアクチュエータを、スレーブ装置２０において対応付けられたアクチュエータの動作（位置及び力の出力）に追従させる。
【0052】
図６は、本実施形態において用いられる力触覚の伝達制御を実現するためのアルゴリズムを示すブロック図である。
図６に示すように、力触覚の伝達制御を実現するためのアルゴリズムは、アクチュエータ１０９～１１２（制御対象システム）と、力・速度割当変換ブロック４１０と、理想力源ブロック４２０あるいは理想速度（位置）源ブロック４３０の少なくとも一つと、逆変換ブロック４４０とを含む制御則として表される。本実施形態において、マスタ装置１０のアクチュエータ１０９～１１２と、スレーブ装置２０のアクチュエータ２０９～２１２とは、遠隔施術処理が実行される場合、１対１に対応付けられる。そのため、以下の説明は、マスタ装置１０の１つのアクチュエータと、これに対応するスレーブ装置２０のアクチュエータとの間で実現される力触覚の伝達制御に関するアルゴリズムを示している。
図６に示すように、力触覚の伝達制御を実現するためのアルゴリズムは、アクチュエータ１０９～１１２（制御対象システム）と、力・速度割当変換ブロック４１０と、理想力源ブロック４２０あるいは理想速度（位置）源ブロック４３０の少なくとも一つと、逆変換ブロック４４０とを含む制御則として表される。本実施形態において、マスタ装置１０のアクチュエータ１０９～１１２と、スレーブ装置２０のアクチュエータ２０９～２１２とは、遠隔施術処理が実行される場合、１対１に対応付けられる。そのため、以下の説明は、マスタ装置１０の１つのアクチュエータと、これに対応するスレーブ装置２０のアクチュエータとの間で実現される力触覚の伝達制御に関するアルゴリズムを示している。
【0053】
なお、位置と速度（または加速度）あるいは角度と角速度（または角加速度）は、微積分演算により置換可能なパラメータであるため、位置あるいは角度に関する処理を行う場合、適宜、速度あるいは角速度等に置換することが可能である。また、本実施形態において、アクチュエータにおける位置情報として、回転子の回転角度を用いているが、アクチュエータの回転子と連動する部材の位置等、相互に関連する物理量であれば、他の情報を用いることとしてもよい。
【0054】
力・速度割当変換ブロック４１０は、アクチュエータ１０９～１１２の動作の基準となる値（基準値）と、アクチュエータ１０９～１１２の回転軸の現在位置とを入力とする座標変換を定義している。この座標変換は、基準値及び現在速度（または位置）を要素とする入力ベクトルを速度（または位置）の制御目標値を算出するための速度（または位置）からなる出力ベクトルに変換すると共に、基準値及び現在の力を要素とする入力ベクトルを力の制御目標値を算出するための力からなる出力ベクトルに変換するものである。具体的には、力・速度割当変換ブロック４１０における座標変換は、次式（１）及び（２）のように表される。
【0055】
ｄＸ２＝［Ｈ］・ｄＸ１ （１）
Ｆ２＝［Ｈ］・Ｆ１ （２）
Ｆ２＝［Ｈ］・Ｆ１ （２）
【0056】
ただし、式（１）において、ｄは一階微分を表す演算子、ｄＸ２は速度の状態値を導出するための速度ベクトル、ｄＸ１は、基準値及びアクチュエータ１０９～１１２の作用に基づく速度（アクチュエータ１０９～１１２の回転軸の速度、または、アクチュエータ１０９～１１２の回転軸と連動する部分の速度）を要素とするベクトル、Ｈはバイラテラル機能を表す変換行列である。また、式（２）において、ｄ２Ｆ２（ただし、ｄ２は二階微分を表す演算子）は力の状態値を導出するための力ベクトル、ｄ２Ｆ１は基準値及びアクチュエータ１０９～１１２の作用に基づく力（アクチュエータ１０９～１１２の回転軸の回転トルク、または、アクチュエータ１０９～１１２の回転軸と連動する部分の力）を要素とするベクトルである。
力・速度割当変換ブロック４１０では、互いに関連する実世界の位置（速度）及び力を要素とする入力データを、位置（速度）と力とが互いに独立する仮想空間に座標変換（即ち、斜交座標系から直交座標系に変換）し、位置（速度）に関する演算と、力に関する演算とを独立に処理することを可能としている。
力・速度割当変換ブロック４１０では、互いに関連する実世界の位置（速度）及び力を要素とする入力データを、位置（速度）と力とが互いに独立する仮想空間に座標変換（即ち、斜交座標系から直交座標系に変換）し、位置（速度）に関する演算と、力に関する演算とを独立に処理することを可能としている。
【0057】
理想力源ブロック４２０は、力・速度割当変換ブロック４１０によって定義された座標変換に従って、力の領域における演算を行うブロックである。理想力源ブロック４２０においては、機能別力・速度割当変換ブロック４１０によって定義された座標変換に基づく演算を行う際の力に関する目標値が設定されている。この目標値は、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０で実行される力触覚の伝達機能（バイラテラル機能）に対応して、固定値または可変値として設定される。なお、力のスケーリングを行う場合、力・速度割当変換ブロック４１０における座標変換に力のスケーリングの係数を適用したり、力・速度割当変換ブロック４１０の座標変換において、力に関しては等倍の変換を維持し、理想力源ブロック４２０において、スケーリングを適用した力の目標値を設定したりすることができる。
【0058】
理想速度（位置）源ブロック４３０は、力・速度割当変換ブロック４１０によって定義された座標変換に従って、速度（位置）の領域における演算を行うブロックである。理想速度（位置）源ブロック４３０においては、力・速度割当変換ブロック４１０によって定義された座標変換に基づく演算を行う際の速度（位置）に関する目標値が設定されている。この目標値は、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０で実行される力触覚の伝達機能（バイラテラル機能）に対応して、固定値または可変値として設定される。なお、位置のスケーリングを行う場合、力・速度割当変換ブロック４１０における座標変換に位置のスケーリングの係数を適用したり、力・速度割当変換ブロック４１０の座標変換において、位置に関しては等倍の変換を維持し、理想速度（位置）源ブロック４３０において、スケーリングを適用した位置の目標値を設定したりすることができる。
【0059】
逆変換ブロック４４０は、速度（位置）及び力の領域の値をアクチュエータへの入力の領域の値（例えば電圧値または電流値等）に変換するブロックである。
これにより、アクチュエータにおける位置情報（回転子の回転角度）が力・速度割当変換ブロック４１０に入力されると、位置情報に基づいて得られる速度（位置）及び力の情報を用いて、力・速度割当変換ブロック４１０において、力触覚の伝達機能（バイラテラル機能）に応じた速度（位置）及び力の領域それぞれの制御則が適用される。そして、理想力源ブロック１２０において、力触覚の伝達機能に応じた力の演算が行われると共に、理想速度（位置）源ブロック１３０において、力触覚の伝達機能に応じた速度（位置）の演算が行われ、力及び速度（位置）それぞれに制御エネルギーが分配される。
これにより、アクチュエータにおける位置情報（回転子の回転角度）が力・速度割当変換ブロック４１０に入力されると、位置情報に基づいて得られる速度（位置）及び力の情報を用いて、力・速度割当変換ブロック４１０において、力触覚の伝達機能（バイラテラル機能）に応じた速度（位置）及び力の領域それぞれの制御則が適用される。そして、理想力源ブロック１２０において、力触覚の伝達機能に応じた力の演算が行われると共に、理想速度（位置）源ブロック１３０において、力触覚の伝達機能に応じた速度（位置）の演算が行われ、力及び速度（位置）それぞれに制御エネルギーが分配される。
【0060】
理想力源ブロック４２０及び理想速度（位置）源ブロック４３０における演算結果は、アクチュエータの制御目標を示す情報となり、これらの演算結果が逆変換ブロック４４０においてアクチュエータの入力値とされる。
その結果、各アクチュエータは、力・速度割当変換ブロック４１０によって定義された力触覚の伝達機能（バイラテラル機能）に従う動作を実行し、マスタ装置１０とスレーブ装置２０との間で力触覚を伝達する施術動作が実現される。
その結果、各アクチュエータは、力・速度割当変換ブロック４１０によって定義された力触覚の伝達機能（バイラテラル機能）に従う動作を実行し、マスタ装置１０とスレーブ装置２０との間で力触覚を伝達する施術動作が実現される。
【0061】
図５に戻り、施術データ管理部１５５は、マスタ装置１０を介して、施術者が施術を行ったユーザに関する情報及び施術における制御パラメータを取得し、施術データ記憶部１７１に記憶する。施術者は、施術データ記憶部１７１に記憶されたユーザに関する情報を読み出すことで、同一のユーザに対して２回目以降の施術を行う際に、ユーザにより適した施術を行うことができる。また、施術者が施術を行う場合、施術データ記憶部１７１に記憶された制御パラメータの一部または全部を制御装置３０に送信することで、施術者が行った施術動作を自動的に繰り返すことが可能となる。例えば、右肩の押圧動作を行った後に左肩の押圧動作を行い、再度、同様の右肩の施術及び左肩の施術を行う場合、施術データ記憶部１７１に記憶された制御パラメータを制御装置３０に送信することで、施術者が同様の施術動作を行う作業負担を軽減することができる。
【0062】
［スレーブ装置２０の機能的構成］
図７は、スレーブ装置２０の機能的構成を示すブロック図である。
図７に示すように、スレーブ装置２０（スレーブ制御部２１３）のＣＰＵ８１１においては、ユーザインターフェース制御部（ＵＩ制御部）２５１と、モード設定部２５２と、センサ情報取得部２５３と、力触覚制御部２５４と、施術データ管理部２５５と、が機能する。また、スレーブ装置２０の記憶部８１７には、施術データ記憶部２７１が形成される。
図７は、スレーブ装置２０の機能的構成を示すブロック図である。
図７に示すように、スレーブ装置２０（スレーブ制御部２１３）のＣＰＵ８１１においては、ユーザインターフェース制御部（ＵＩ制御部）２５１と、モード設定部２５２と、センサ情報取得部２５３と、力触覚制御部２５４と、施術データ管理部２５５と、が機能する。また、スレーブ装置２０の記憶部８１７には、施術データ記憶部２７１が形成される。
【0063】
施術データ記憶部２７１には、スレーブ装置２０を介して、ユーザに施術を行った施術者に関する情報及び施術における制御パラメータが記憶される。ユーザに施術を行った施術者に関する情報には、施術者の氏名、年齢、性別、連絡先及び施術技術の評価等の属性情報が含まれる。また、施術における制御パラメータとして、施術者が施術を行った際の力触覚伝達に関する時系列の制御パラメータが記憶される。
【0064】
ＵＩ制御部２５１は、位置・力制御システム１によって施術者がユーザに施術を行うための処理（遠隔施術処理）における各種入出力画面の表示を制御する。例えば、ＵＩ制御部２５１は、遠隔施術処理において、施術者とユーザとが１対１で施術を行う個別施術モード、及び、施術者１人が複数のユーザに施術を行う複数施術モードのいずれを実行するかの設定等を受け付ける。また、ＵＩ制御部２５１は、ユーザが個別施術モードを実行する設定を行った場合、ユーザが希望する施術者の選択を受け付ける。さらに、ＵＩ制御部２５１は、ユーザからの施術動作を繰り返す指示を受け付ける。なお、ＵＩ制御部２５１が、ユーザに対して施術を行う施術者の画像（予め撮影された顔の画像あるいはリアルタイムの撮像画像等）を出力部８１６のディスプレイに表示することとしてもよい。
【0065】
モード設定部２５２は、遠隔施術処理において実行されるモード（個別施術モードあるいは複数施術モード）を設定する。モード設定部１５２は、ユーザの入力に指示に従って、個別施術モードあるいは複数施術モードのいずれかを設定する。
センサ情報取得部２５３は、アクチュエータ２０８～２１２のロータリーエンコーダ２０８ａ～２１２ａによって検出される位置情報（回転子の回転角度）を取得する。本実施形態において、力触覚の伝達に関与するスレーブ装置２０のアクチュエータは、アクチュエータ２０９～２１２であるため、センサ情報取得部２５３は、例えば、１００［ｍｓ］毎等、遠隔施術処理における施術動作が連続的で滑らかな動きとなるレートで、ロータリーエンコーダ２０９ａ～２１２ａから位置情報（回転子の回転角度）を取得するものとする。ロータリーエンコーダ２０９ａ～２１２ａから取得される位置情報（回転子の回転角度）は、各アクチュエータの出力（即ち、マスタ装置１０に対する施術者の入力）、及び、右押圧部材２０６Ｒ及び左押圧部材２０６Ｌがユーザの身体に作用したことに対する反作用に応じて変化する。
センサ情報取得部２５３は、アクチュエータ２０８～２１２のロータリーエンコーダ２０８ａ～２１２ａによって検出される位置情報（回転子の回転角度）を取得する。本実施形態において、力触覚の伝達に関与するスレーブ装置２０のアクチュエータは、アクチュエータ２０９～２１２であるため、センサ情報取得部２５３は、例えば、１００［ｍｓ］毎等、遠隔施術処理における施術動作が連続的で滑らかな動きとなるレートで、ロータリーエンコーダ２０９ａ～２１２ａから位置情報（回転子の回転角度）を取得するものとする。ロータリーエンコーダ２０９ａ～２１２ａから取得される位置情報（回転子の回転角度）は、各アクチュエータの出力（即ち、マスタ装置１０に対する施術者の入力）、及び、右押圧部材２０６Ｒ及び左押圧部材２０６Ｌがユーザの身体に作用したことに対する反作用に応じて変化する。
【0066】
力触覚制御部２５４は、センサ情報取得部２５３によって取得された位置情報（回転子の回転角度）と、制御装置３０から送信されるマスタ装置１０のアクチュエータにおける位置情報（回転子の回転角度）とに基づいて、力触覚の伝達制御を行う。即ち、力触覚制御部２５４は、マスタ装置１０のアクチュエータにおける位置情報（回転子の回転角度）を基準値とし、この基準値とセンサ情報取得部２５３によって取得された位置情報（回転子の回転角度）とを入力データとして、スレーブ装置２０において対象とするアクチュエータを、マスタ装置１０において対応付けられたアクチュエータの動作（位置及び力の出力）に追従させる。力触覚制御部２５４において、力触覚の伝達制御を実現するためのアルゴリズムは、図６に示すアルゴリズムと同様である。
【0067】
また、力触覚制御部２５４は、スレーブ装置２０におけるフェールセーフ機能を備えており、各種物理量の上限として設定された値（例えば、力の上限値、速度の上限値、変位の上限値等）を超える力触覚の制御パラメータを検出した場合、マスタ装置１０との力触覚の伝達制御を中止し、施術ユニット２０２を緊急停止させる制御（ユーザへの作用を抑制する制御）を自律的に実行する。施術ユニット２０２を緊急停止させる制御については、制御内容を予め設定しておくことが可能であり、例えば、施術ユニット２０２を直ちに停止させる制御や、施術ユニット２０２の動作にコンプライアンス制御を適用しながら、所定の退避位置（例えば、ニュートラルポジション）に低速で移動させる制御等を用いることができる。
【0068】
施術データ管理部２５５は、スレーブ装置２０を介して、ユーザに施術を行った施術者に関する情報及び施術における制御パラメータを取得し、施術データ記憶部２７１に記憶する。ユーザは、施術データ記憶部２７１に記憶された施術者に関する情報を読み出すことで、過去に施術を受けた施術者を再度選択して施術を受けることができる。また、ユーザが施術を受ける場合、施術データ記憶部２７１に記憶された制御パラメータの一部または全部を読み出して実行することで、施術者から受けた施術動作を再現することが可能となる。
【0069】
［制御装置３０の機能的構成］
図８は、制御装置３０の機能的構成を示すブロック図である。
図８に示すように、制御装置３０のＣＰＵ８１１においては、リクエスト受付部３５１と、リンク構築部３５２と、力触覚伝達管理部３５３と、履歴データ管理部３５４と、が機能する。また、制御装置３０の記憶部８１７には、履歴データベース（履歴ＤＢ）３７１が形成される。
図８は、制御装置３０の機能的構成を示すブロック図である。
図８に示すように、制御装置３０のＣＰＵ８１１においては、リクエスト受付部３５１と、リンク構築部３５２と、力触覚伝達管理部３５３と、履歴データ管理部３５４と、が機能する。また、制御装置３０の記憶部８１７には、履歴データベース（履歴ＤＢ）３７１が形成される。
【0070】
履歴ＤＢ３７１には、位置・力制御システム１において実行された力触覚の伝達制御に関する各種データが記憶される。例えば、履歴ＤＢ３７１には、位置・力制御システム１によって、施術を受けたユーザに関する情報、施術を行う施術者に関する情報、遠隔施術処理によって生成された制御パラメータ、ユーザがスレーブ装置２０に入力した情報（制御パラメータを再生した履歴、力加減を調整した履歴等）及び施術者がマスタ装置１０に入力した情報（施術動作を自動的に繰り返した履歴、施術を行ったユーザの特徴（疲労の傾向や施術上の注意点等）をメモした履歴等）が記憶される。
【0071】
リクエスト受付部３５１は、遠隔施術処理によって施術を受けることを希望するユーザからのリクエストを受け付ける。リクエスト受付部３５１は、ユーザからのリクエストに応じて、または、所定の選択基準に基づいて、遠隔施術処理によって施術を行うことが可能な施術者を選択する。所定の選択基準としては、例えば、ユーザの属性と施術者の属性とに基づく基準（性別や、ユーザが希望する施術内容と施術者が得意とする施術内容とをマッチングする等）としたり、施術者の作業負担の平準化に基づく基準（施術者の合計施術時間を均等化する等）としたり、施術の履歴に基づく基準（過去に施術を行った施術者とユーザの組み合わせを優先する等）としたりすることができる。
【0072】
リンク構築部３５２は、スレーブ装置２０のユーザによって設定されたモードに応じて、遠隔施術処理を行うマスタ装置１０及びスレーブ装置２０の通信リンクを確立する。即ち、リンク構築部３５２は、個別施術モードに設定されたスレーブ装置２０の１つと、いずれか１つのマスタ装置１０とのリンクを１対１で確立する。また、リンク構築部３５２は、複数施術モードに設定された複数のスレーブ装置２０と、いずれか１つのマスタ装置１０とのリンクを１対ｎ（ｎは２以上の自然数）で確立する。
【0073】
力触覚伝達管理部３５３は、個別施術モードで遠隔施術処理を実行する場合、個別施術モードに設定されたスレーブ装置２０の１つと、いずれか１つのマスタ装置１０とで、力触覚の伝達制御（バイラテラル制御）を実行する。このとき、力触覚伝達管理部３５３は、スレーブ装置２０のユーザの要求に応じて、スレーブ装置２０から出力する力のスケーリングを実行することも可能である。
【0074】
また、力触覚伝達管理部３５３は、複数施術モードで遠隔施術処理を実行する場合、マスタ装置１０から送信される制御パラメータを正規化して、施術を受けるユーザのスレーブ装置２０に送信する。例えば、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０から送信される制御パラメータを標準の体型として設定された仮想的なユーザに施術が行われる場合の施術動作に変換（正規化）して、施術を受ける各ユーザのスレーブ装置２０に送信する。これにより、複数のユーザが共通して利用可能な制御パラメータをスレーブ装置２０に送信することができる。なお、スレーブ装置２０では、正規化された制御パラメータに対し、施術を受けるユーザに適合させる補正を加えて、力触覚制御部２５４が力触覚の伝達制御を行うことができる。例えば、ユーザの肩幅、筋肉の厚み等をスレーブ装置２０に設定しておき、標準の体型とユーザの体型との差分に基づく補正量を制御パラメータに加えて、押圧動作を出力することができる。ただし、力触覚伝達管理部３５３が、標準の体型とユーザの体型との差分に基づく補正量を制御パラメータに加えて、それぞれのスレーブ装置２０に対して、補正後の制御パラメータを送信することとしてもよい。また、正規化された制御パラメータに補正を加えることに代えて、スレーブ装置２０における力触覚の出力において、位置の制御に対する力の制御の重みを高めたり、力の制御のみを行ったりすることとしてもよい。力の制御の重みを高めることで、正規化された制御パラメータにおける力の加減に近い力触覚が出力されるため、体型が異なるユーザに対しても、正規化された制御パラメータで標準の体型に施術を行った場合と同様の力の加減で施術を行うことができる。
【0075】
履歴データ管理部３５４は、位置・力制御システム１において実行された力触覚の伝達制御に関する各種データを履歴ＤＢ３７１に記憶する。履歴データ管理部３５４は、履歴ＤＢ３７１に記憶された履歴のデータをマスタ装置１０あるいはスレーブ装置２０に送信したり、データの分析を行って、ユーザの嗜好を判別したり、施術者の技術を評価したりすることができる。
【0076】
［施術のモード］
次に、位置・力制御システム１で実行される遠隔施術処理のモードについて説明する。
［個別施術モード］
図９は、位置・力制御システム１における個別施術モードの概念を示す模式図である。
位置・力制御システム１においては、複数のマスタ装置１０と、複数のスレーブ装置２０とが含まれており、図９に示すように、スレーブ装置２０のユーザは、施術者とユーザとが１対１で施術を行う個別施術モードを設定することができる。
次に、位置・力制御システム１で実行される遠隔施術処理のモードについて説明する。
［個別施術モード］
図９は、位置・力制御システム１における個別施術モードの概念を示す模式図である。
位置・力制御システム１においては、複数のマスタ装置１０と、複数のスレーブ装置２０とが含まれており、図９に示すように、スレーブ装置２０のユーザは、施術者とユーザとが１対１で施術を行う個別施術モードを設定することができる。
【0077】
個別施術モードでは、任意の一のスレーブ装置２０と、任意の一のマスタ装置１０とで通信リンクを確立して、遠隔施術処理を実行することができる。例えば、スレーブ装置２０のユーザが特定の施術者を選択したり、現在施術可能な施術者の中から制御装置３０が施術者を選択したりすることにより、マスタ装置１０とスレーブ装置２０とが１対１で力触覚の伝達制御を行う状態となる。
【0078】
個別施術モードによれば、表示装置Ｄ等に映し出された映像で施術者がユーザの様子を確認しながら、きめ細やかな施術を行うことができる。なお、個別施術モードで遠隔施術処理を実行する場合、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０のマイク及びスピーカを使用して、ユーザと施術者とが対話を行いながら施術を行うことも可能である。
【0079】
［複数施術モード］
図１０は、位置・力制御システム１における複数施術モードの概念を示す模式図である。
位置・力制御システム１においては、複数のマスタ装置１０と、複数のスレーブ装置２０とが含まれており、図１０に示すように、スレーブ装置２０のユーザは、施術者１人が複数のユーザに施術を行う複数施術モードを設定することができる。
図１０は、位置・力制御システム１における複数施術モードの概念を示す模式図である。
位置・力制御システム１においては、複数のマスタ装置１０と、複数のスレーブ装置２０とが含まれており、図１０に示すように、スレーブ装置２０のユーザは、施術者１人が複数のユーザに施術を行う複数施術モードを設定することができる。
【0080】
複数施術モードでは、複数のスレーブ装置２０と、特定の１つのマスタ装置１０とで通信リンクを確立して、遠隔施術処理を実行することができる。例えば、施術技術の評価が高い施術者が施術を行う時間に、その施術者による施術を希望する複数のユーザが複数施術モードで施術に参加したり、混雑等により、手が空いている施術者が存在しない場合に、複数施術モードで施術を行っている施術者の施術にユーザが参加したりすることにより、特定の１つのマスタ装置１０と複数のスレーブ装置２０とが力触覚の伝達制御を行う状態となる。
【0081】
複数施術モードによれば、人気が高い施術者の施術を同時に多くのユーザに提供したり、施術を受ける時間帯を優先するユーザが混雑状況に影響されずに施術を受けたりすることが可能となる。
なお、複数施術モードで遠隔施術処理を実行する場合、マスタ装置１０から送信される制御パラメータを正規化して、施術を受けるユーザのスレーブ装置２０に送信し、スレーブ装置２０では、正規化された制御パラメータに対し、施術を受けるユーザに適合させる補正を加えて、力触覚制御部２５４が力触覚の伝達制御を行うことができる。
そのため、複数施術モードにおいても、各ユーザの体型に合わせて、適切な施術を行うことができる。
なお、複数施術モードで遠隔施術処理を実行する場合、マスタ装置１０から送信される制御パラメータを正規化して、施術を受けるユーザのスレーブ装置２０に送信し、スレーブ装置２０では、正規化された制御パラメータに対し、施術を受けるユーザに適合させる補正を加えて、力触覚制御部２５４が力触覚の伝達制御を行うことができる。
そのため、複数施術モードにおいても、各ユーザの体型に合わせて、適切な施術を行うことができる。
【0082】
［動作］
次に、位置・力制御システム１の動作を説明する。
図１１は、位置・力制御システム１が実行する遠隔施術処理の流れを示すフローチャートである。
遠隔施術処理は、制御装置３０において、遠隔施術処理の実行が指示入力されることに対応して開始される。
次に、位置・力制御システム１の動作を説明する。
図１１は、位置・力制御システム１が実行する遠隔施術処理の流れを示すフローチャートである。
遠隔施術処理は、制御装置３０において、遠隔施術処理の実行が指示入力されることに対応して開始される。
【0083】
遠隔施術処理が開始されると、ステップＳ１において、制御装置３０のリクエスト受付部３５１は、現在施術が可能な施術者を確認する。例えば、リクエスト受付部３５１は、位置・力制御システム１に登録されているマスタ装置１０をポーリングすることにより、各マスタ装置１０が起動しているか否かを確認し、起動しているマスタ装置１０の施術者を現在施術可能な施術者に設定することができる。ただし、施術者がマスタ装置１０から制御装置３０に施術可能であることを示すメッセージ等を送信することにより、現在施術可能な施術者を確認することとしてもよい。
【0084】
ステップＳ２において、リクエスト受付部３５１は、遠隔施術処理によって施術を受けることを希望するユーザからのリクエストを受け付ける。このとき、リクエスト受付部３５１が、現在施術可能な施術者のリスト等をスレーブ装置２０に送信し、ユーザがこのリストを参照して送信したリクエストを受け付けることとしてもよい。
ステップＳ３において、リクエスト受付部３５１は、スレーブ装置２０からのリクエストにおけるモードの判定を行う。
個別施術モードがリクエストされている場合、処理はステップＳ４に移行する。
一方、複数施術モードがリクエストされている場合、処理はステップＳ５に移行する。
ステップＳ３において、リクエスト受付部３５１は、スレーブ装置２０からのリクエストにおけるモードの判定を行う。
個別施術モードがリクエストされている場合、処理はステップＳ４に移行する。
一方、複数施術モードがリクエストされている場合、処理はステップＳ５に移行する。
【0085】
なお、複数のスレーブ装置２０から個別施術モード及び複数施術モードの両方がリクエストされている場合、ステップＳ４及びステップＳ５の処理は並列的に実行される。
ステップＳ４において、リクエスト受付部３５１は、個別施術処理（図１２参照）を実行する。
ステップＳ４の後、遠隔施術処理が繰り返される。
ステップＳ５において、リクエスト受付部３５１は、複数施術処理（図１３参照）を実行する。
ステップＳ５の後、遠隔施術処理が繰り返される。
ステップＳ４において、リクエスト受付部３５１は、個別施術処理（図１２参照）を実行する。
ステップＳ４の後、遠隔施術処理が繰り返される。
ステップＳ５において、リクエスト受付部３５１は、複数施術処理（図１３参照）を実行する。
ステップＳ５の後、遠隔施術処理が繰り返される。
【0086】
［個別施術処理］
次に、遠隔施術処理のステップＳ４で実行される個別施術処理について説明する。
図１２は、個別施術処理の流れを示すフローチャートである。
個別施術処理は、遠隔施術処理のステップＳ４において、サブフローとして実行される。
次に、遠隔施術処理のステップＳ４で実行される個別施術処理について説明する。
図１２は、個別施術処理の流れを示すフローチャートである。
個別施術処理は、遠隔施術処理のステップＳ４において、サブフローとして実行される。
【0087】
個別施術処理が開始されると、ステップＳ１１において、リクエスト受付部３５１は、スレーブ装置２０から受け付けたリクエストに基づいて、ユーザによる施術者の選択を確認する。具体的には、リクエストのデータにおいて、ユーザが特定の施術者を選択する情報が含まれているか、任意の施術者を選択する情報が含まれているか（即ち、施術者を選択しない情報が含まれているか）等が判定される。
ステップＳ１２において、リクエスト受付部３５１は、現在施術可能な施術者の中から、各ユーザに施術を行う施術者を決定する。
ステップＳ１２において、リクエスト受付部３５１は、現在施術可能な施術者の中から、各ユーザに施術を行う施術者を決定する。
【0088】
ステップＳ１３において、リンク構築部３５２は、マスタ装置１０とスレーブ装置２０との通信リンクを構築する。これにより、ステップＳ１２で決定された施術者のマスタ装置１０と、ユーザのスレーブ装置２０とで、力触覚の伝達制御を行うことが可能な状態となる。
ステップＳ１４において、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０共に、ニュートラルポジションから基準位置（ユーザの体型に応じた初期位置）への移動を開始させる。即ち、マスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２がニュートラルポジション（例えば、上下方向の上端の位置）から下降を開始する。
ステップＳ１４において、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０共に、ニュートラルポジションから基準位置（ユーザの体型に応じた初期位置）への移動を開始させる。即ち、マスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２がニュートラルポジション（例えば、上下方向の上端の位置）から下降を開始する。
【0089】
ステップＳ１５において、力触覚伝達管理部３５３は、施術ユニット２０２がユーザの身体に接触したか否かの判定を行う。即ち、スレーブ装置２０のスレーブ制御部２１３によって、設定された反力が施術ユニット２０２に発生したことが検出されているか否かが判定される。
施術ユニット２０２がユーザの身体に接触してない場合、ステップＳ１５においてＮＯと判定されて、ステップＳ１５の処理が繰り返される。
一方、施術ユニット２０２がユーザの身体に接触した場合、ステップＳ１５においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ１６に移行する。
施術ユニット２０２がユーザの身体に接触してない場合、ステップＳ１５においてＮＯと判定されて、ステップＳ１５の処理が繰り返される。
一方、施術ユニット２０２がユーザの身体に接触した場合、ステップＳ１５においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ１６に移行する。
【0090】
ステップＳ１６において、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０のニュートラルポジションからの移動を停止する。即ち、マスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２の移動が停止される。ステップＳ１６で停止された位置が、マスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２の初期位置に設定される。
なお、ステップＳ１４からステップＳ１６の処理は、スレーブ装置２０においてのみ実行することとしてもよい。また、マスタ装置１０のアクチュエータ１０８とスレーブ装置２０のアクチュエータ２０８とで力触覚の伝達制御を行い、施術者が手動でマスタ装置１０の受圧ユニット１０２を移動させ、スレーブ装置２０の施術ユニット２０２がユーザに接触したと感じた位置で停止させることとしてもよい。
なお、ステップＳ１４からステップＳ１６の処理は、スレーブ装置２０においてのみ実行することとしてもよい。また、マスタ装置１０のアクチュエータ１０８とスレーブ装置２０のアクチュエータ２０８とで力触覚の伝達制御を行い、施術者が手動でマスタ装置１０の受圧ユニット１０２を移動させ、スレーブ装置２０の施術ユニット２０２がユーザに接触したと感じた位置で停止させることとしてもよい。
【0091】
ステップＳ１７において、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０において、施術者がマスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２に対し、上下方向の移動制限（例えば、押圧による押下距離を設定値以内とする等）を設定したか否かの判定を行う。即ち、施術者が施術を行う際に、受圧ユニット１０２の右受圧部材１０６Ｒ及び左受圧部材１０６Ｌと、施術ユニット２０２の右押圧部材２０６Ｒ及び左押圧部材２０６Ｌとに対して、上下方向の移動の制限を設定したか否かが判定される。マスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２に対し、上下方向の移動制限を設定することで、施術者は、ユーザに対して過度に強い押圧が行われること等をより確実に回避できる。
施術者がマスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２に対し、上下方向の移動制限を設定していない場合、ステップＳ１７においてＮＯと判定されて、処理はステップＳ１８に移行する。
一方、施術者がマスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２に対し、上下方向の移動制限を設定した場合、ステップＳ１７においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ１９に移行する。
施術者がマスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２に対し、上下方向の移動制限を設定していない場合、ステップＳ１７においてＮＯと判定されて、処理はステップＳ１８に移行する。
一方、施術者がマスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２に対し、上下方向の移動制限を設定した場合、ステップＳ１７においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ１９に移行する。
【0092】
ステップＳ１８において、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２に対し、上下方向の移動制限がない設定とする。
ステップＳ１９において、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２に対し、上下方向の移動制限を設定する。
ステップＳ１９において、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２に対し、上下方向の移動制限を設定する。
【0093】
ステップＳ２０において、力触覚伝達管理部３５３は、力触覚の伝達制御（バイラテラル制御）を開始する。これに伴い、履歴データ管理部３５４は、力触覚の伝達制御に関する制御パラメータの記録を開始（履歴ＤＢ３７１に逐次記憶）する。また、スレーブ装置２０の施術データ記憶部２７１に力触覚の伝達制御に関する制御パラメータを記憶することとしてもよい。ただし、スレーブ装置２０の施術データ記憶部２７１には、有効期限（例えば、当日限り等）を設定して、力触覚の伝達制御に関する制御パラメータの記憶を許可することとしてもよい。
【0094】
ステップＳ２１において、力触覚伝達管理部３５３は、施術者によって入力されたマスタ装置１０への施術動作の入力をスレーブ装置２０に伝達すると共に、スレーブ装置２０においてユーザの身体から入力された反力を伝達する制御（力触覚の伝達制御）を実行する。本実施形態において、ユーザがスレーブ装置２０を介して施術を受ける場合、当日の最初の施術は、施術者がマスタ装置１０を介して施術を行うものとし、当日の２回目以降の施術は、記憶された制御パラメータを再生して施術を受けることが可能となっている。
【0095】
ここで、ステップＳ２１の処理が実行される場合、スレーブ装置２０の力触覚制御部２５４は、制御装置３０から送信される制御パラメータ及びスレーブ装置２０において生成される制御パラメータを監視する。そして、力触覚制御部２５４は、各種物理量の上限として設定された値（例えば、力の上限値、速度の上限値、変位の上限値等）を超える力触覚の制御パラメータを検出した場合、マスタ装置１０との力触覚の伝達制御を中止し、施術ユニット２０２を緊急停止させる制御（ユーザへの作用を抑制する制御）を自律的に実行する。
【0096】
ステップＳ２２において、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０から施術動作の入力が終了したことの通知（施術動作の終了通知）を受信する。施術動作の終了通知は、例えば、施術者がマスタ装置１０に対して、施術を終了する旨の操作を行うことにより送信される。
ステップＳ２３において、スレーブ装置２０のＵＩ制御部２５１は、ユーザからの施術動作を繰り返す指示が入力されたか否かの判定を行う。
ユーザからの施術動作を繰り返す指示が入力されていない場合、ステップＳ２３においてＮＯと判定されて、個別施術処理は終了し、処理は遠隔施術処理に戻る。
一方、ユーザからの施術動作を繰り返す指示が入力された場合、ステップＳ２３においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２３において、スレーブ装置２０のＵＩ制御部２５１は、ユーザからの施術動作を繰り返す指示が入力されたか否かの判定を行う。
ユーザからの施術動作を繰り返す指示が入力されていない場合、ステップＳ２３においてＮＯと判定されて、個別施術処理は終了し、処理は遠隔施術処理に戻る。
一方、ユーザからの施術動作を繰り返す指示が入力された場合、ステップＳ２３においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ２４に移行する。
【0097】
ステップＳ２４において、スレーブ装置２０の施術データ管理部２５５は、繰り返される施術動作の制御パラメータを所定のファイルとして施術データ記憶部２７１に保存する。なお、このとき保存される所定のファイルには、ユーザが施術動作の繰り返しを希望する施術の制御パラメータが含まれており、施術者によって行われた施術動作全体の制御パラメータを含めることや、施術者によって行われた施術動作のうち、ユーザが選択した一部の制御パラメータを含めること等が可能である。
【0098】
ステップＳ２５において、力触覚伝達管理部３５３は、ステップＳ２４において保存されたファイルに含まれる制御パラメータを再生する。これにより、ユーザが繰り返しを希望する施術動作が再生され、施術者が施術動作を行うことなく、ユーザに施術を行うことが可能となる。
ステップＳ２５の後、スレーブ装置２０における施術動作の再生は終了（即ち、個別制御処理は終了）し、処理は遠隔施術処理に戻る。
ステップＳ２５の後、スレーブ装置２０における施術動作の再生は終了（即ち、個別制御処理は終了）し、処理は遠隔施術処理に戻る。
【0099】
［複数施術処理］
次に、遠隔施術処理のステップＳ５で実行される複数施術処理について説明する。
図１３は、複数施術処理の流れを示すフローチャートである。
複数施術処理は、遠隔施術処理のステップＳ５において、サブフローとして実行される。
次に、遠隔施術処理のステップＳ５で実行される複数施術処理について説明する。
図１３は、複数施術処理の流れを示すフローチャートである。
複数施術処理は、遠隔施術処理のステップＳ５において、サブフローとして実行される。
【0100】
複数施術処理が開始されると、ステップＳ３１において、リクエスト受付部３５１は、スレーブ装置２０から受け付けたリクエストに基づいて、ユーザによる施術者の選択を確認する。具体的には、リクエストのデータにおいて、ユーザが特定の施術者を選択する情報が含まれているか、任意の施術者を選択する情報が含まれているか（即ち、施術者を選択しない情報が含まれているか）等が判定される。
【0101】
ステップＳ３２において、リクエスト受付部３５１は、現在施術可能な施術者の中から、複数のユーザに施術を行う施術者を決定する。即ち、ユーザが選択した特定の施術者が現在施術可能である場合、特定の施術者が複数のユーザに対して施術を行う施術者として決定される。また、任意の施術者を選択したユーザに対しては、現在施術可能である施術者のうち、リクエスト受付部３５１が所定の選択基準で選択した施術者が、施術を行う施術者として決定される。
【0102】
ステップＳ３３において、リンク構築部３５２は、マスタ装置１０と複数のスレーブ装置２０との通信リンクを構築する。これにより、ステップＳ３２で決定された施術者のマスタ装置１０と、複数のユーザのスレーブ装置２０とで、力触覚の伝達制御を行うことが可能な状態となる。
ステップＳ３４において、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０及び複数のスレーブ装置２０共に、ニュートラルポジションから基準位置（ユーザの体型に応じた初期位置）への移動を開始させる。即ち、マスタ装置１０の受圧ユニット１０２及び複数のスレーブ装置２０の施術ユニット２０２がニュートラルポジション（例えば、上下方向の上端の位置）から下降を開始する。
ステップＳ３４において、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０及び複数のスレーブ装置２０共に、ニュートラルポジションから基準位置（ユーザの体型に応じた初期位置）への移動を開始させる。即ち、マスタ装置１０の受圧ユニット１０２及び複数のスレーブ装置２０の施術ユニット２０２がニュートラルポジション（例えば、上下方向の上端の位置）から下降を開始する。
【0103】
ステップＳ３５において、力触覚伝達管理部３５３は、各スレーブ装置２０の施術ユニット２０２がユーザの身体に接触したか否かの判定を行う。即ち、各スレーブ装置２０のスレーブ制御部２１３によって、設定された反力が施術ユニット２０２に発生したことが検出されているか否かが判定される。
施術ユニット２０２がユーザの身体に接触してない場合、ステップＳ３５においてＮＯと判定されて、ステップＳ３５の処理が繰り返される。
一方、施術ユニット２０２がユーザの身体に接触した場合、ステップＳ３５においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ３６に移行する。
施術ユニット２０２がユーザの身体に接触してない場合、ステップＳ３５においてＮＯと判定されて、ステップＳ３５の処理が繰り返される。
一方、施術ユニット２０２がユーザの身体に接触した場合、ステップＳ３５においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ３６に移行する。
【0104】
ステップＳ３６において、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０のニュートラルポジションからの移動を停止する。即ち、マスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２の移動が停止される。ステップＳ３６で停止された位置が、マスタ装置１０の受圧ユニット１０２及びスレーブ装置２０の施術ユニット２０２の初期位置に設定される。
なお、ステップＳ３４からステップＳ３６の処理は、通信リンクが確立された各スレーブ装置２０に対して、並列的な処理として実行することができる。また、ステップＳ３４からステップＳ３６の処理は、各スレーブ装置２０においてのみ実行することとしてもよい。
なお、ステップＳ３４からステップＳ３６の処理は、通信リンクが確立された各スレーブ装置２０に対して、並列的な処理として実行することができる。また、ステップＳ３４からステップＳ３６の処理は、各スレーブ装置２０においてのみ実行することとしてもよい。
【0105】
ステップＳ３７において、力触覚伝達管理部３５３は、力触覚の伝達制御（マスタ装置１０からスレーブ装置２０に対する力触覚の伝達制御）を開始する。これに伴い、履歴データ管理部３５４は、力触覚の伝達制御に関する制御パラメータの記録を開始（履歴ＤＢ３７１に逐次記憶）する。また、スレーブ装置２０の施術データ記憶部２７１に力触覚の伝達制御に関する制御パラメータを記憶することとしてもよい。ただし、スレーブ装置２０の施術データ記憶部２７１には、有効期限（例えば、当日限り等）を設定して、力触覚の伝達制御に関する制御パラメータの記憶を許可することとしてもよい。
【0106】
ステップＳ３８において、力触覚伝達管理部３５３は、施術者によって入力されたマスタ装置１０への施術動作の入力をスレーブ装置２０に伝達する力触覚の伝達制御を実行する。このとき、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０から送信される制御パラメータを正規化して、施術を受けるユーザのスレーブ装置２０に送信する。また、スレーブ装置２０では、正規化された制御パラメータに対し、施術を受けるユーザに適合させる補正を加えて、力触覚制御部２５４が力触覚の伝達制御を行うことができる。
【0107】
ステップＳ３９において、力触覚伝達管理部３５３は、マスタ装置１０から施術動作の入力が終了したことを示す施術動作の終了通知を受信する。施術動作の終了通知は、例えば、施術者がマスタ装置１０に対して、施術を終了する旨の操作を行うことにより送信される。
ステップＳ４０において、スレーブ装置２０のＵＩ制御部２５１は、ユーザからの施術動作を繰り返す指示が入力されたか否かの判定を行う。
ユーザからの施術動作を繰り返す指示が入力されていない場合、ステップＳ４０においてＮＯと判定されて、そのスレーブ装置２０における複数施術処理は終了し、処理は遠隔施術処理に戻る。
ユーザからの施術動作を繰り返す指示が入力された場合、ステップＳ４０においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ４１に移行する。
ステップＳ４０において、スレーブ装置２０のＵＩ制御部２５１は、ユーザからの施術動作を繰り返す指示が入力されたか否かの判定を行う。
ユーザからの施術動作を繰り返す指示が入力されていない場合、ステップＳ４０においてＮＯと判定されて、そのスレーブ装置２０における複数施術処理は終了し、処理は遠隔施術処理に戻る。
ユーザからの施術動作を繰り返す指示が入力された場合、ステップＳ４０においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ４１に移行する。
【0108】
ステップＳ４１において、スレーブ装置２０の施術データ管理部２５５は、繰り返される施術動作の制御パラメータを所定のファイルとして施術データ記憶部２７１に保存する。なお、このとき保存される所定のファイルには、ユーザが施術動作の繰り返しを希望する施術の制御パラメータが含まれており、施術者によって行われた施術動作全体の制御パラメータを含めることや、施術者によって行われた施術動作のうち、ユーザが選択した一部の制御パラメータを含めること等が可能である。また、このとき保存される制御パラメータは、マスタ装置１０から送信された正規化された制御パラメータとすることや、スレーブ装置２０において、正規化された制御パラメータに対し、施術を受けるユーザに適合させる補正を加えた制御パラメータとすることが可能である。
【0109】
ステップＳ４２において、力触覚伝達管理部３５３は、ステップＳ４１において保存されたファイルに含まれる制御パラメータを再生する。これにより、ユーザが繰り返しを希望する施術動作が再生され、施術者が施術動作を行うことなく、ユーザに施術を行うことが可能となる。
ステップＳ４２の後、そのスレーブ装置２０における施術動作の再生は終了（即ち、複数制御処理は終了）し、処理は遠隔施術処理に戻る。
ステップＳ４２の後、そのスレーブ装置２０における施術動作の再生は終了（即ち、複数制御処理は終了）し、処理は遠隔施術処理に戻る。
【0110】
以上のように、本実施形態における位置・力制御システム１によれば、複数のマスタ装置１０と、複数のスレーブ装置２０とが遠隔的に設置されると共に、任意のマスタ装置１０とスレーブ装置２０とを組み合わせて通信リンクを確立することが可能である。そして、マスタ装置１０とスレーブ装置２０とで、力触覚の伝達制御を実行することにより、施術者がマスタ装置１０を介して行った施術動作が、スレーブ装置２０を介してユーザに入力されると共に、ユーザからスレーブ装置２０に入力した反力が、マスタ装置１０を介して施術者に提示される。
したがって、施術者がユーザに対して直接施術する場合のマッサージにより近い触覚を、マッサージを行う機器によって提示することが可能となる。
したがって、施術者がユーザに対して直接施術する場合のマッサージにより近い触覚を、マッサージを行う機器によって提示することが可能となる。
【0111】
また、施術が行われることにより、仕事、運転、学習あるいは趣味等の作業において、ユーザの自律神経を整え、リラックス効果を期待することができる。
また、本実施形態における位置・力制御システム１によれば、位置・力制御システム１を介して、施術者がユーザに対して行った施術動作の制御パラメータを記憶し、施術動作の一部または全部を自動的に再生することが可能である。
そのため、ユーザにおいては、希望する施術動作を簡単に繰り返し受けることができると共に、施術者においては、同様の施術動作を繰り返す必要がないため、作業負担を軽減することができる。
また、本実施形態における位置・力制御システム１によれば、位置・力制御システム１を介して、施術者がユーザに対して行った施術動作の制御パラメータを記憶し、施術動作の一部または全部を自動的に再生することが可能である。
そのため、ユーザにおいては、希望する施術動作を簡単に繰り返し受けることができると共に、施術者においては、同様の施術動作を繰り返す必要がないため、作業負担を軽減することができる。
【0112】
また、位置・力制御システム１においては、施術者とユーザとが１対１で施術を行う個別施術モード、及び、施術者１人が複数のユーザに施術を行う複数施術モードで遠隔施術処理を実行可能である。
そのため、個別施術モードでは、ユーザが選択した特定の施術者または位置・力制御システム１が選択した施術者がユーザに対して１対１で施術を行うことができるため、ユーザの様子を確認しながら、きめ細やかな施術を行うことが可能となる。
そのため、個別施術モードでは、ユーザが選択した特定の施術者または位置・力制御システム１が選択した施術者がユーザに対して１対１で施術を行うことができるため、ユーザの様子を確認しながら、きめ細やかな施術を行うことが可能となる。
【0113】
また、複数施術モードでは、ユーザが選択した特定の施術者または位置・力制御システム１が選択した施術者が複数のユーザに対して同時に施術を行うことができるため、人気が高い施術者の施術を同時に多くのユーザに提供したり、施術を受ける時間帯を優先するユーザが混雑状況に影響されずに施術を受けたりすることが可能となる。
【0114】
［変形例１］
上述の実施形態において、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０に備えられる機械的な構成は、位置・力制御システム１によって提供される施術内容に応じて、種々異なるものとすることができる。
図１４は、ユーザの背中を摩る機能を備えたスレーブ装置２０の構成を示す模式図である。また、図１５は、図１４に示すスレーブ装置２０の正面図、図１６は、図１５におけるスレーブ装置２０のＡ－Ａ’断面図、図１７は、図１５におけるスレーブ装置２０のＢ－Ｂ’断面図である。
上述の実施形態において、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０に備えられる機械的な構成は、位置・力制御システム１によって提供される施術内容に応じて、種々異なるものとすることができる。
図１４は、ユーザの背中を摩る機能を備えたスレーブ装置２０の構成を示す模式図である。また、図１５は、図１４に示すスレーブ装置２０の正面図、図１６は、図１５におけるスレーブ装置２０のＡ－Ａ’断面図、図１７は、図１５におけるスレーブ装置２０のＢ－Ｂ’断面図である。
【0115】
【0116】
右摩り部２１４Ｒは、右アーム部２０４Ｒに対して左右方向に移動可能に設置され、右摩り部材２１５Ｒを前後方向に移動可能に支持する右支持部材２１６Ｒを備えている。また、右摩り部２１４Ｒは、施術者の摩り動作に応じて制御装置３０から送信される位置及び力の基準値に従って、ユーザに対する摩り作用を付与する部材であり、右支持部材２１６Ｒに対して前後方向に移動する。即ち、右摩り部２１４Ｒの前後方向の位置は、施術者の摩り動作によって変化される。
また、右摩り部２１４Ｒの左右方向の移動は、アクチュエータ２１７によって制御可能となっており、右摩り部２１４Ｒの前後方向の移動は、アクチュエータ２１８によって制御可能となっている。なお、アクチュエータ２１７，２１８は、回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ２１７ａ，２１８ａをそれぞれ備えている。
また、右摩り部２１４Ｒの左右方向の移動は、アクチュエータ２１７によって制御可能となっており、右摩り部２１４Ｒの前後方向の移動は、アクチュエータ２１８によって制御可能となっている。なお、アクチュエータ２１７，２１８は、回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ２１７ａ，２１８ａをそれぞれ備えている。
【0117】
左摩り部２１４Ｌは、左アーム部２０４Ｌに対して左右方向に移動可能に設置され、左摩り部材２１５Ｌを前後方向に移動可能に支持する左支持部材２１６Ｌを備えている。また、左摩り部２１４Ｌは、施術者の摩り動作に応じて制御装置３０から送信される位置及び力の基準値に従って、ユーザに対する摩り作用を付与する部材であり、左支持部材２１６Ｌに対して前後方向に移動する。即ち、左摩り部２１４Ｌの前後方向の位置は、施術者の摩り動作によって変化される。
また、左摩り部２１４Ｌの左右方向の移動は、アクチュエータ２１９によって制御可能となっており、右摩り部２１４Ｒの前後方向の移動は、アクチュエータ２２０によって制御可能となっている。なお、アクチュエータ２１９，２２０は、回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ２１９ａ，２２０ａをそれぞれ備えている。
また、左摩り部２１４Ｌの左右方向の移動は、アクチュエータ２１９によって制御可能となっており、右摩り部２１４Ｒの前後方向の移動は、アクチュエータ２２０によって制御可能となっている。なお、アクチュエータ２１９，２２０は、回転子の回転角度を検出するロータリーエンコーダ２１９ａ，２２０ａをそれぞれ備えている。
【0118】
なお、マスタ装置１０においては、右作用部２０５Ｒ及び左作用部２０５Ｌに対する右操作部１０５Ｒ及び左操作部１０５Ｌと同様に、右摩り部２１４Ｒ及び左摩り部２１４Ｌに対応する摩り動作用の構成を備え、施術者が摩り動作用の構成を介して入力した摩り動作を、力触覚の伝達制御を行って、スレーブ装置２０の右摩り部２１４Ｒ及び左摩り部２１４Ｌによってユーザに伝達することができる。また、マスタ装置１０において、設定を切り替えることにより、右操作部１０５Ｒ及び左操作部１０５Ｌを摩り動作用の構成として機能させることや、右摩り部２１４Ｒ及び左摩り部２１４Ｌの摩り動作を遠隔的に行うための操作部（レバーにより右摩り部２１４Ｒ及び左摩り部２１４Ｌを上下方向及び左右方向に移動させるコントローラ等）を別途備えることとしてもよい。
このような構成により、ユーザに対する施術動作として、右押圧部材２０６Ｒ及び左押圧部材２０６Ｌによる押圧動作に加え、右摩り部２１４Ｒ及び左摩り部２１４Ｌによる摩り動作を実行することが可能となる。
このような構成により、ユーザに対する施術動作として、右押圧部材２０６Ｒ及び左押圧部材２０６Ｌによる押圧動作に加え、右摩り部２１４Ｒ及び左摩り部２１４Ｌによる摩り動作を実行することが可能となる。
【0119】
【0120】
以上のように、本実施形態における位置・力制御システム１は、施術動作の入力を受け付ける１または複数のマスタ装置１０と、施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置２０と、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０を制御する制御装置３０と、を含む。
制御装置３０は、マスタ装置１０に入力された施術動作に対応する力触覚をスレーブ装置２０に出力させるための制御パラメータをスレーブ装置２０に送信し、スレーブ装置２０が出力した施術動作に対する反力をマスタ装置１０に出力させるための制御パラメータをマスタ装置１０に送信する。
これにより、施術者がマスタ装置を介して行った施術動作が、スレーブ装置を介してユーザに入力されると共に、ユーザからスレーブ装置に入力した反力が、マスタ装置を介して施術者に提示される。
したがって、施術者がユーザに対して直接施術する場合のマッサージにより近い触覚を、マッサージを行う機器によって提示することが可能となる。
制御装置３０は、マスタ装置１０に入力された施術動作に対応する力触覚をスレーブ装置２０に出力させるための制御パラメータをスレーブ装置２０に送信し、スレーブ装置２０が出力した施術動作に対する反力をマスタ装置１０に出力させるための制御パラメータをマスタ装置１０に送信する。
これにより、施術者がマスタ装置を介して行った施術動作が、スレーブ装置を介してユーザに入力されると共に、ユーザからスレーブ装置に入力した反力が、マスタ装置を介して施術者に提示される。
したがって、施術者がユーザに対して直接施術する場合のマッサージにより近い触覚を、マッサージを行う機器によって提示することが可能となる。
【0121】
制御装置３０は、スレーブ装置２０からのリクエストに応じて、１つのマスタ装置１０と、当該リクエストを行ったスレーブ装置２０とにおける通信リンクを確立させ、マスタ装置１０に入力された施術動作に対応する力触覚をスレーブ装置２０に出力させる。
これにより、施術者がユーザの様子を確認しながら１対１の施術を行うことができるため、きめ細やかな施術を行うことが可能となる。
これにより、施術者がユーザの様子を確認しながら１対１の施術を行うことができるため、きめ細やかな施術を行うことが可能となる。
【0122】
制御装置３０は、複数のスレーブ装置２０からのリクエストを受け付け、いずれか１つのマスタ装置１０と、当該リクエストを行った複数のスレーブ装置２０とにおける通信リンクを確立させる。
これにより、特定の施術者の施術を同時に多くのユーザに提供したり、ユーザが施術者側の混雑状況に影響されずに施術を受けたりすることが可能となる。
これにより、特定の施術者の施術を同時に多くのユーザに提供したり、ユーザが施術者側の混雑状況に影響されずに施術を受けたりすることが可能となる。
【0123】
制御装置３０は、スレーブ装置２０からのリクエストに示された１つのマスタ装置１０と、当該リクエストを行った複数のスレーブ装置２０とにおける通信リンクを確立させる。
これにより、複数のユーザに対し、これらのユーザが希望する施術者の施術を提供することができる。
これにより、複数のユーザに対し、これらのユーザが希望する施術者の施術を提供することができる。
【0124】
制御装置３０は、マスタ装置１０に入力された施術動作を正規化した制御パラメータとして、複数のスレーブ装置２０に送信する。
これにより、複数のユーザが共通して利用可能な制御パラメータをスレーブ装置２０に送信することができる。
これにより、複数のユーザが共通して利用可能な制御パラメータをスレーブ装置２０に送信することができる。
【0125】
スレーブ装置２０は、制御装置３０から送信された正規化した制御パラメータに対し、当該スレーブ装置２０のユーザに応じた補正を行い、補正後の制御パラメータに基づいて、力触覚を出力する。
これにより、１人の施術者が複数のユーザに施術を行う場合においても、各ユーザの体型に合わせて、適切な施術を行うことができる。
これにより、１人の施術者が複数のユーザに施術を行う場合においても、各ユーザの体型に合わせて、適切な施術を行うことができる。
【0126】
スレーブ装置２０は、制御装置３０から送信された制御パラメータが示す物理量が設定された上限を超えた場合、及び、制御装置３０から制御パラメータを受信する通信状況が設定された状態より低下した場合の少なくともいずれかにおいて、ユーザへの作用を抑制するための予め設定された制御を実行する。
これにより、適切な力触覚がユーザに提示されない可能性がある状況において、ユーザに不適切な作用が入力されることを抑制できる。
これにより、適切な力触覚がユーザに提示されない可能性がある状況において、ユーザに不適切な作用が入力されることを抑制できる。
【0127】
スレーブ装置２０は、記憶された制御パラメータを再生することにより、施術動作に対応する力触覚を出力する。
これにより、過去に行われた施術動作をスレーブ装置２０において再現することができる。
これにより、過去に行われた施術動作をスレーブ装置２０において再現することができる。
【0128】
スレーブ装置２０は、施術されるユーザを押圧する押圧部材（右押圧部材２０６Ｒ及び左押圧部材２０６Ｌ）を備え、マスタ装置１０に入力された押圧動作の力触覚を、押圧部材を介して出力する。
これにより、位置・力制御システム１において、ユーザに対して押圧を行う施術を、力触覚を伝達しながら実行することができる。
これにより、位置・力制御システム１において、ユーザに対して押圧を行う施術を、力触覚を伝達しながら実行することができる。
【0129】
スレーブ装置２０は、施術されるユーザを摩る摩り部材（右摩り部２１４Ｒ及び左摩り部２１４Ｌ）を備え、マスタ装置１０に入力された摩り動作のための操作に対応して、摩り部材を介して摩り動作を出力する。
これにより、位置・力制御システム１において、ユーザに対して摩りを行う施術を、力触覚を伝達しながら実行することができる。
これにより、位置・力制御システム１において、ユーザに対して摩りを行う施術を、力触覚を伝達しながら実行することができる。
【0130】
また、本実施形態におけるスレーブ装置２０（位置・力制御装置）は、施術動作の入力を受け付ける１または複数のマスタ装置１０と、施術動作を出力する１または複数のスレーブ装置２０と、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０を制御する制御装置３０と、を含む位置・力制御システム１におけるスレーブ装置２０として構成される位置・力制御装置である。
スレーブ装置２０は、施術動作の入力を受け付けるマスタ装置１０に入力された施術動作に対応する力触覚を表す制御パラメータに基づいて、施術動作に対応する力触覚を出力する。
これにより、リアルタイムにマスタ装置１０に入力された施術動作または過去に行われた施術動作をスレーブ装置２０において出力することができる。
スレーブ装置２０は、施術動作の入力を受け付けるマスタ装置１０に入力された施術動作に対応する力触覚を表す制御パラメータに基づいて、施術動作に対応する力触覚を出力する。
これにより、リアルタイムにマスタ装置１０に入力された施術動作または過去に行われた施術動作をスレーブ装置２０において出力することができる。
【0131】
なお、上述の実施形態においては、制御装置３０をマスタ装置１０及びスレーブ装置２０とは別体の装置として構成する例について説明したが、これに限られない。即ち、制御装置３０、マスタ制御部１１３及びスレーブ制御部２１３に備えられた機能的構成が位置・力制御システム１全体として備えられていればよく、制御装置３０の機能の一部または全部をマスタ制御部１１３またはスレーブ制御部２１３に備えることとしてもよい。また、マスタ制御部１１３及びスレーブ制御部２１３の機能を制御装置３０に備え、マスタ装置１０及びスレーブ装置２０の構成をより簡単なものとしてもよい。
【0132】
また、上述の実施形態において、スレーブ装置２０において、各種物理量の上限として設定された値（例えば、力の上限値、速度の上限値、変位の上限値等）を超える力触覚の制御パラメータを検出した場合に、フェールセーフのための制御を実行することとしたが、これに限られない。即ち、通信状況が設定された状態より低下した場合（途絶、速度低下、速度変動が大きい等）、スレーブ装置２０がフェールセーフのための制御を実行することとしてもよい。
【0133】
また、上述の実施形態及び変形例を適宜組み合わせて、本発明を実施することが可能である。
上述の実施形態における制御のための処理は、ハードウェア及びソフトウェアのいずれにより実行させることも可能である。
換言すると、上述の処理を実行できる機能が位置・力制御システム１に備えられていればよく、この機能を実現するためにどのような機能構成及びハードウェア構成とするかは上述の例に限定されない。
上述の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにネットワークや記憶媒体からインストールされる。
上述の実施形態における制御のための処理は、ハードウェア及びソフトウェアのいずれにより実行させることも可能である。
換言すると、上述の処理を実行できる機能が位置・力制御システム１に備えられていればよく、この機能を実現するためにどのような機能構成及びハードウェア構成とするかは上述の例に限定されない。
上述の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにネットワークや記憶媒体からインストールされる。
【0134】
プログラムを記憶する記憶媒体は、装置本体とは別に配布されるリムーバブルメディア、あるいは、装置本体に予め組み込まれた記憶媒体等で構成される。リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ、ＳＤカード、磁気ディスク、光ディスク、または光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ－Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ），Ｂｌｕ－ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ－Ｄｉｓｋ）等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた記憶媒体は、例えば、プログラムが記憶されているＲＯＭやハードディスク等で構成される。
【符号の説明】
【0135】
１ 位置・力制御システム、１０ マスタ装置、１０１ 基台部、１０２ 受圧ユニット、１０３ 前後アーム、１０４Ｒ，２０４Ｒ 右アーム部、１０４Ｌ，２０４Ｌ 左アーム部、１０５Ｒ 右操作部、１０５Ｌ 左操作部、１０６Ｒ 右受圧部材、１０６Ｌ 左受圧部材、１０７Ｒ，２０７Ｒ 右支持部材、１０７Ｌ，２０７Ｌ 左支持部材、１０８～１１２，２０８～２１２，２１７～２２０ アクチュエータ、１０８ａ～１１２ａ，２０８ａ～２１２ａ，２１７ａ～２２０ａ ロータリーエンコーダ、１１３ マスタ制御部、１５１，２５１ ユーザインターフェース制御部（ＵＩ制御部）、１５２，２５２ モード設定部、１５３，２５３ センサ情報取得部、１５４，２５４ 力触覚制御部、１５５，２５５ 施術データ管理部、１７１，２７１ 施術データ記憶部、２０ スレーブ装置、２０１ 支持部、２０２ 施術ユニット、２０３ ベース部、２０５Ｒ 右作用部、２０５Ｌ 左作用部、２０６Ｒ 右押圧部材、２０６Ｌ 左押圧部材、２１３ スレーブ制御部、３０ 制御装置、３５１ リクエスト受付部、３５２ リンク構築部、３５３ 力触覚伝達管理部、３５４ 履歴データ管理部、３７１ 履歴データベース（履歴ＤＢ）、４０ ネットワーク、Ｃ 撮像装置、Ｄ 表示装置、４１０ 力・速度割当変換ブロック、４２０ 理想力源ブロック、４３０ 理想速度（位置）源ブロック、４４０ 逆変換ブロック、８００ 情報処理装置、８１１ ＣＰＵ、８１２ ＲＯＭ、８１３ ＲＡＭ、８１４ バス、８１５ 入力部、８１６ 出力部、８１７ 記憶部、８１８ 通信部、８１９ ドライブ、８２０ 撮像部、８３１ リムーバブルメディア
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
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