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Development of an olfactory display using piezoelectric devices

Research Project

Project/Area Number 19K12072
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research InstitutionKanagawa Institute of Technology

Principal Investigator

Bannai Yuichi  神奈川工科大学, 情報学部, 客員研究員 (70622124)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 服部 元史  神奈川工科大学, 情報学部, 教授 (00252792)
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: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsバーチャルリアリティ / 嗅覚 / HMD / ウェアラブル / 気化 / 層流 / 嗅覚ディスプレイ / 圧電素子 / 液滴気化 / 流体シミュレーション / 嗅覚知覚 / 閾値 / 心理物理実験 / VR / 気流シミュレーション
Outline of Research at the Start

バーチャルリアリティ(VR)の分野では五感情報の提示、特に触覚・嗅覚・味覚提示は重要な研究課題となっている。香りを提示する嗅覚ディスプレイは、小型化が困難であったりメインテナンス性が悪いなどの問題があった。本研究では、圧電素子を用いた小型嗅覚ディスプレイの開発を行い、ユーザが身体に装着して利用できるようにすることを目的とする。この装着型の嗅覚ディスプレイは、ヘッドマウントディスプレイへ取り付けてVRで利用するとともに、香りの流れをシミュレーションして正確な嗅覚刺激値を求めることにより、嗅覚の認知特性を調べる実験にも利用することを目指している。

Outline of Final Research Achievements

A piezoelectric element spray unit and air flow path were designed for the purpose of developing a droplet spray type olfactory display that generates fragrance by spraying fine perfume droplets using a piezoelectric element and vaporizing and transporting them with an air flow.
It was confirmed that the performance of the piezoelectric element spray unit is equivalent to that of the conventional inkjet system. All parts of the unit are detachable to improve maintainability. The shape of the air channel was experimentally determined so that the sprayed perfume droplets would vaporize without adhering to the walls of the channel, and the fragrance concentration distribution would be uniform across the cross section of the exit port.
Although the realization of a desktop olfactory display based on these results was a future issue, we have prototyped a wearable olfactory display with a spray unit mounted on an HMD.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

バーチャルリアリティ(VR)の分野では五感情報の提示、特に触覚・嗅覚・味覚提示は重要な研究課題となっている。香りを発生させるVRデバイスである嗅覚ディスプレイはさまざまな方式が提案されているが、開発途上であり本命の方式は定まっていない。本研究で提案する液滴噴霧方式は、発生させる香気に含まれる香り成分の量が特定できるという特徴があり、圧電素子を用いて低コストで実現できれば、VRの分野だけでなく嗅覚機能の計測への応用も期待できる。

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

    (21 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 嗅覚ディスプレイとその応用2022

    • Author(s)
      坂内 祐一
    • Journal Title

      香料

      Volume: 293 Pages: 37-43

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 粒子法シミュレーションによる嗅覚ディスプレイ性能評価のための芳香気体挙動の可視化2021

    • Author(s)
      瀬田陽平, 牧野光則, 坂内祐一, 服部元史
    • Journal Title

      ゲーム学会和文論文誌

      Volume: 14 Pages: 7-12

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Perceptual Interaction between Vection Stimuli Presented by HMD and Olfactory Stimuli2019

    • Author(s)
      有賀 安央衣、坂内 祐一、妹尾 武治
    • Journal Title

      Transactions of the Virtual Reality Society of Japan

      Volume: 24 Issue: 4 Pages: 361-370

    • DOI

      10.18974/tvrsj.24.4_361

    • NAID

      130007777833

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Investigation of the Influence of Scent on Self-Motion Feeling by Vection2019

    • Author(s)
      A. Aruga, Y. Bannai, and T. Seno
    • Journal Title

      International Journal of Informatics Society

      Volume: 11 Pages: 65-73

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] HMDに装着する嗅覚ディスプレイ開発への基礎研究2023

    • Author(s)
      瀧本法子,大貫光一,瀬田陽平,坂内祐一,服部元史
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会第30回香り・味と生体情報研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 液滴噴霧型嗅覚ディスプレイのための簡易風洞を用いた噴霧液滴の可視化2023

    • Author(s)
      瀬田陽平,森直澄,牧野光則,坂内祐一,服部元史
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会第30回香り・味と生体情報研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Design of Air Flow Channel for the Droplet Spray Type Olfactory Display2022

    • Author(s)
      Yohei Seta, Mitsunori Makino, Yuichi Bannai and Motofumi Hattori
    • Organizer
      International Workshops on Informatics (IWIN2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 流体挙動を考慮した圧電素子型嗅覚ディスプレイ流路構造の提案2022

    • Author(s)
      瀬田陽平,牧野光則,坂内祐一,服部元史
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会第28回香り・味と生体情報研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 液滴噴霧型嗅覚ディスプレイにおける流路内格子の整流効果の比較2022

    • Author(s)
      瀬田陽平,森直澄,牧野光則,坂内祐一,服部元史
    • Organizer
      情報処理学会第84回全国大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 味覚・嗅覚ディスプレイのパルス刺激提示と知覚について2021

    • Author(s)
      坂内 祐一
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会14回香りと味に関する産学フォーラム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] VRにおける味覚・嗅覚について2021

    • Author(s)
      坂内 祐一
    • Organizer
      第9回非線形解析プログラム研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 液滴噴霧型嗅覚ディスプレイと射出性能2020

    • Author(s)
      坂内祐一
    • Organizer
      電気学会研究会資料ケミカルセンサ、バイオ・マイクロシステム合同研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] HMD によるベクション刺激提示下での嗅覚閾値について2020

    • Author(s)
      有賀安央衣,坂内祐一,妹尾武治
    • Organizer
      情報処理学会第82 回全国大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 加齢による嗅覚の変化と認知・運動機能との関係に関する考察2020

    • Author(s)
      有賀安央衣,榊優弥,安田拓径,澤井明香,坂内祐一
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会香り・味と生体情報研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] :粒子法シミュレーションによる嗅覚ディスプレイ香りパルスの可視化2020

    • Author(s)
      瀬田陽平,牧野光則,坂内祐一,服部元史
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会香り・味と生体情報研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 圧電素子を用いた嗅覚ディスプレイの開発と嗅覚検知閾値測定2020

    • Author(s)
      中村重明,坂内祐一
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会香り・味と生体情報研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] HMD提示によるベクション刺激と嗅覚刺激下における感覚間相互作用2019

    • Author(s)
      有賀安央衣,坂内祐一,妹尾武治
    • Organizer
      日本認知心理学会第11回多感覚研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 微細液滴吐出型嗅覚ディスプレイ2019

    • Author(s)
      有賀安央衣、中村重明、坂内祐一
    • Organizer
      第24回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ベクションと香りの強弱による知覚強度変化の相互作用2019

    • Author(s)
      有賀安央衣,坂内祐一,妹尾武治
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会香り・味と生体情報研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Book] においのセンシング、分析とその可視化、数値化2020

    • Author(s)
      坂内 祐一
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048104
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] Scent on Display

    • URL

      https://www.ingentaconnect.com/content/sil/impact/2019/00002019/00000010/art00017

    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

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

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