仮想物体への接触感を提示する先端伸縮型デバイスの研究
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20H04235
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
木村 朝子 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (20324832)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大槻 麻衣 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (30609095)
松室 美紀 立命館大学, 情報理工学部, 助教 (90822859)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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| Keywords | 触覚デバイス / 人工現実感 / 複合現実感 / 先端伸縮型 / 接触感 / 触力覚 / デバイス / バーチャルリアリティ |
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| Outline of Research at the Start |
VR/MR技術が進歩する一方で，そこで得られる触覚情報の再現はまだまだ難しい．これまでに多数の触覚ディスプレイ／デバイスの提案・開発が行われているが，シンプルな機構で，ユーザの動作範囲を制限せずに仮想物体への接触感を提示する方法はほとんど見られない．そこで，本研究ではデバイス先端の長さを伸縮し，触力覚提示デバイスを実世界に存在する机や壁などと物理的に接触させ，そこで生じる反力をVR/MR空間における仮想物体との接触感として援用することで，この問題を解決する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，ExtickTouchの性能向上のため，モータの出力を大きくし，かつデバイスの重量を小さくする，PID制御を導入しデバイスの伸縮制御を安定させる取組みを行なった．
改良後のデバイスを用いて仮想物体に線を描く際の力覚提示による効果を分析するために2つの実験を行った．実験1では視覚情報に力覚情報を加えることで書きやすさに影響を与えるのかについての実験を行い，実験2ではスケッチングを行う状況によって，力覚提示の効果がどう変化するのかを分析した．実験では3つの仮説「力覚を提示することで，ユーザは思い通りに線を書ける．」「力覚を提示することで，ユーザの腕の疲れを軽減することができる．」「力覚を提示することで，線を書く動作をより自然に行うことができるため，作業時間が短くなる．」を設定し，これをスケッチング時の誤差，SUS，NASA-TLX，作業時間から評価した．実験の結果，力覚提示によって思い通りに線が書け，作業負荷が軽減されることが分かった．また，作業時間は長くなることが分かった．
実験2では，実験1で示唆された力覚提示による効果がスケッチング時の状況に応じて変化する可能性について分析を行った．スケッチングを行う形状とキャンバスの角度と誤差の関係について実験を行い，その結果スケッチングを行う形状は曲線より直線のほうが誤差が小さくなること，キャンバス角度の大きい状況において微小ではあるものの誤差が大きくなっていることを確認した．以上より，複雑な形状を扱う作業や細かな操作を必要とする作業，長時間の作業においてExtickTouchが有用であると考えられる
さらに，ExtickTouchによる仮想物体の硬軟感表現の拡張を行なった．具体的には，ユーザがExtickTouchに掛ける圧力に応じて，圧力が大きくなるほどデバイスが縮む距離が大きくなるように伸縮制御を行う仕組みを導入した．
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(37 results)
