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Finger muscle activities indueced by vibration and the development of a human interface using force-like sensation

Research Project

Project/Area Number 15K00288
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Human interface and interaction
Research InstitutionTokyo Polytechnic University

Principal Investigator

KUME Yuichiro  東京工芸大学, 工学部, 教授 (20161713)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水野 統太  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00337875)
Research Collaborator KIMURA mizuo  
KOGAWA tetsuya  
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsヒューマンインタフェース / 力覚様感覚 / 振動刺激 / 指の筋群 / 誘発筋電 / H-反射 / 押下 / 力覚提示 / 筋紡錘 / H-リフレックス
Outline of Final Research Achievements

Force feedback is required to handle objects under virtual environments. A number of force displays have been developed, but most of them are featured with large dimension and complicated mechanism. In this study, force-like sensation, which is elicited by vibration onto fingertips, was employed to develop simple force displays only with simple vibrators. The purposes of this study are to clarify the sensory characteristics and mechanism of the force-like sensation, and to establish a design guideline for human interface devices. It was found that finger muscle activities are affected by the vibration onto fingertips, and that the magnitude of the sensation is equivalent to that of reactive force with push button interfaces. A push button interface, of which reaction was generated by vibration was prototyped and evaluated to confirm the vibration efficiency.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

指先振動刺激により生起する指先に力が加わったような感覚、力覚様感覚によって提示可能な力情報を定量的に明らかにし、この現象が筋活動に変化を伴っていると、振動によって押下時の反力の変化を提示できることを明らかにした。これらの成果により、押下型デバイスにおけて簡単な振動子のみで複雑に変化する反力と同等の感覚を操作者へ与えることができ、簡易な構造の力情報を提示するインタフェースデバイスの開発の指針となり、新たな応用が期待される。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (9 results)

  • [Journal Article] Subjective Magnitude of Force-like Sensation of Fingertips Evoked by Vibro-tactile Stimulation2019

    • Author(s)
      水野統太、桐ヶ谷大輔、木村瑞生、久米祐一郎
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems

      Volume: 139 Issue: 5 Pages: 658-661

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.139.658

    • NAID

      130007641488

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • Year and Date
      2019-05-01
    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 指先振動刺激による力覚様感覚とその押下型インタフェースへの応用2019

    • Author(s)
      122.水野統太、木村瑞生、久米祐一郎
    • Organizer
      映像情報メディア学会ヒューマンインフォメーション研究会
    • Related Report
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  • [Presentation] ボタンスイッチ押下時の振動刺激の有無が指の押下軌道に及ぼす影響2018

    • Author(s)
      121.水野統太、木村瑞生、久米祐一郎
    • Organizer
      第23回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Human interfaces utilizing somatic sensation to interact with image information2017

    • Author(s)
      Yuichiro Kume, Tota Mizuno
    • Organizer
      Life Engineering Symposium 2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 指先振動刺激によりボタン押下時の指の運動と反力提示2017

    • Author(s)
      久米祐一郎,木村瑞生,水野統太
    • Organizer
      第22回日本バーチャルリアリティ学会大会
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  • [Presentation] 空気噴流を用いた遠隔触覚刺激により仮現運動2017

    • Author(s)
      久米祐一郎,大柳卓也
    • Organizer
      第22回日本バーチャルリアリティ学会大会
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  • [Presentation] Somatic Interfaces to Interact with Image Information2016

    • Author(s)
      Yuichiro Kume, Tota Mizuno
    • Organizer
      International Display Workshops/Asian Display 2016
    • Place of Presentation
      Fukuoka Convention Center(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2016-12-07
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 空気噴流の遠隔刺激による二点弁別特性2016

    • Author(s)
      久米祐一郎、松田裕太、森健太
    • Organizer
      第21回日本バーチャルリアリティ学会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2016-09-16
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 指先振動刺激による脊髄運動神経細胞の興奮性変化2016

    • Author(s)
      水野統太、木村瑞生、久米祐一郎、古河哲哉
    • Organizer
      第21回日本バーチャルリアリティ学会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2016-09-16
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  • [Presentation] 呼気の風圧を用いた入力インタフェースの基礎的検討2016

    • Author(s)
      久米祐一郎、董霄恒
    • Organizer
      映像情報メディア学会ヒューマンインフォメーション研究会
    • Place of Presentation
      東京農工大学(東京)
    • Year and Date
      2016-03-08
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 呼気の風圧によるインタフェースと音声検出の基礎検討2015

    • Author(s)
      董霄恒、久米祐一郎
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京)
    • Year and Date
      2015-09-09
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  • [Presentation] 非接触式温・冷感覚情報提示の検討2015

    • Author(s)
      久米祐一郎、斉藤芳英
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京)
    • Year and Date
      2015-09-09
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 視覚・力覚同時提示デバイスにおける視覚刺激の色条件と重さ感覚2015

    • Author(s)
      水野統太、山口幸太、久米祐一郎
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京)
    • Year and Date
      2015-09-09
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  • [Remarks] 東京工芸大学工学部メディア画像学科 感覚情報処理研究室

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      http://laplace.mega.t-kougei.ac.jp/index.html

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      https://www.uec.ac.jp/research/information/search.html

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      http://kjk.office.uec.ac.jp/Profiles/62/0006182/profile.html

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    • URL

      http://tpuworks.t-kougei.ac.jp/search/index.html

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Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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