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Tactile-Tracing instruction navigation that amplifies tactile sensation using an intervening flexible device

Research Project

Project/Area Number 19K04304
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

<Toshinobu Takei  弘前大学, 理工学研究科, 助教 (60517712)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 望山 洋  筑波大学, システム情報系, 教授 (40303333)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords触感増幅 / 微小凹凸 / なぞり動作 / 指先 / 触覚 / なぞり触感の増幅 / 微小凹凸の検出 / 触感増幅メカニズムの解明 / 触感増幅作用の測定 / 凹凸検出 / なぞり触感
Outline of Research at the Start

--2019年度
(A)触知覚の増幅効果のある新しい柔軟薄型デバイスの探索・発見・絨毯爆撃による製作.
(B)デバイスの増幅効果やなぞり方(位置方向,圧力,速度)を定量的に計測する.
--2020年度以降
(C)増幅効果となぞり方の関係性の確率モデル生成し,増幅効果を感じた時のなぞり動作の原因を確立的に明らかにする.
(D)提案する柔軟構造デバイスの変形運動と皮膚への増幅原理を定式化し明らかにする.

Outline of Final Research Achievements

In this study, we discovered a new structural device that amplifies the tactile sensation of tracing minute convex and concave shapes by interposing a thin and flexible structure between the palm and an object. Then, we mechanically simulated the device change that occurs when the device passes through the fine irregularities. From the results, we clarified the amplification mechanism. Then, we developed or discovered a device with this structure and confirmed that it could actually amplify. Next, we developed a sensor device system to measure the amplification. Through the developed sensor device system, it was possible to objectively confirm that the tracing tactile sensation was amplified for some fine unevenness.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の学術的意義は次の点にあると考える.これまで20年来,難しいとされていた微小な凹形状のなぞり触感の増幅が可能になった.またそのデバイスの増幅メカニズムを数値シミュレーションで明らかにした.
社会的意義は次の点にあると考える.このデバイスを使うことで,特別な訓練を受けていない人でも,簡単にかつ瞬時に歪面の触知覚を増幅させることが可能になった.これにより,モノづくりの現場にて,特別な訓練を受けた限られた人だけでなく,広い範囲の人々が微小凹凸の検出作業が可能になると期待できる.

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Tactile Scanning for Detecting Micro Bump by Strain-sensitive Artificial Skin2021

    • Author(s)
      Mitsuhito Ando, Ryusuke Tokumine, Toshinobu Takei, Hiromi Mochiyama
    • Journal Title

      IEEE Robotics and Automation Letters

      Volume: 6 Issue: 4 Pages: 7541-7548

    • DOI

      10.1109/lra.2021.3098473

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spiral coil beneath fingertip enhances tactile sensation while tracing surface with small undulations2020

    • Author(s)
      Takei Toshinobu、Ni'izeki Tetsuya、Ando Mitsuhito、Mochiyama Hiromi、Imanishi Etsujiro、Fujimoto Hideo
    • Journal Title

      Advanced Robotics

      Volume: 35 Issue: 5 Pages: 295-307

    • DOI

      10.1080/01691864.2020.1860816

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 指先の微小凹凸なぞり時に起きるP300の検出実験2022

    • Author(s)
      髙見 景亮,佐久間 航輝,竹囲 年延,和坂 俊昭,藤本 英雄
    • Organizer
      第23回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] なぞり触感を増幅する新たなタッチレンズ構造の調査と製作2022

    • Author(s)
      竹囲年延,粟野夏希,鈴木紫乃,安藤潤人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022(ROBOMECH2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 微小凹凸に対するスパイラルコイル型・剣山型タッチレンズの触感増幅調査2021

    • Author(s)
      中村謙太,竹囲年延,渡邊良祐,藤本英雄,望山洋,今西悦二郎
    • Organizer
      第22回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] なぞり触感増幅デバイスを介したひずみゲージ出力信号の伝達モデル2021

    • Author(s)
      新関鉄矢,竹囲年延,望山洋,藤本英雄,今西悦二郎
    • Organizer
      第22回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 微小凹凸のなぞり触感を増幅させるスパイラルコイル2019

    • Author(s)
      竹囲年延,泉舘直哉,安藤潤人,望山洋,藤本英雄
    • Organizer
      日本機械学会メカトロニクス講演会2019(ROBOMECH2019)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Book] ハプティクスとその応用 ―力触覚の伝送・記録・再現・表示―Haptics and Its Applications: Transmission, Record, Reproduction, and Display of Haptics Sensation2023

    • Author(s)
      大西公平,内村裕,野崎貴裕,斉藤佑貴,辻俊明,安藤潤人,竹囲年延,望山洋,吉元俊輔,澤田秀之,寒川雅之,野間春生,丸山尚哉,下ノ村和弘,溝口貴弘,浅井洋,北村知也,横倉勇希,川合勇輔,外 32名
    • Total Pages
      340
    • Publisher
      株式会社シーエムシー出版
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 身につけるだけで触感が職人並みの感度に高まるデバイス:理工学研究科 竹囲 年延先生

    • URL

      https://youtu.be/lcwj_AwI7ec

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 凹凸伝達部材2022

    • Inventor(s)
      竹囲年延
    • Industrial Property Rights Holder
      弘前大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-087658
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 凹凸増幅部材及び凹凸検出方法2019

    • Inventor(s)
      竹囲年延,他
    • Industrial Property Rights Holder
      弘前大学,他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-103739
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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