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皮膚感覚ディスプレイの新展開-疑似運動感覚を生み出す皮膚刺激の解明と応用

Research Project

Project/Area Number 21686024
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

昆陽 雅司  Tohoku University, 情報科学研究科, 准教授 (20400301)

Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥24,570,000 (Direct Cost: ¥18,900,000、Indirect Cost: ¥5,670,000)
Fiscal Year 2011: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2010: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Fiscal Year 2009: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Keywordsマルチモーダルインターフェース / バーチャルリアリティ / 触力覚
Research Abstract

本研究の目的は,ヒトの皮膚感覚が「つるつる・ざらざら」などの対象物の性質を捉えるためだけでなく,「押しつけ感・抵抗感・引きずり感」などの自身の運動や力(深部感覚)の知覚にも役立っていることを,触覚ディスプレイ技術を用いて実証し,そのメカニズムを解明することである.また,そのような運動知覚を引き起こす皮膚刺激の条件を明確化し,疑似運動感覚の呈示という触覚ディスプレイの新しい利用法を確立する.
本年度は,昨年度開発した触運動の速度,加速度に比例して,振動刺激の振幅を変化させることで,粘性抵抗や慣性を呈示する手法を用いて,携帯型の情報端末上で仮想能動触を介した疑似力覚呈示が可能であることを実証し,その錯覚量を同定した.また,新たに,振動刺激を用いて,バネを引っ張ったときのような弾性力を呈示する手法を開発した.
また,振動刺激を用いて硬軟感が呈示可能であることを,心理物理実験によって実証し,皮膚の変形に伴うメルケル小体の活動がヒトの硬軟感の知覚に関与することを示した.
更に,ペン状の物体を把持した際に,手指の複数点に加わる圧覚によって,ヒトがペン先に加わる外力の方向と大きさを推定可能であることを,吸引圧を用いた多点皮膚刺激装置を開発して実証した.
最後に,昨年度開発した触察運動の皮膚の変形挙動を詳細に観察する装置を利用して.固着・滑り振動を伴う摩擦振動を詳細に解析し,数値シミュレーションによって,触運動や物理因子が振動周波数や振幅に及ぼす影響をモデリングした.このモデルを用いて,固着を伴わない振動現象も考慮した新しい摩擦感呈示法を開発し,その触感の評価を行った.

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (14 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Vibrotactile Stimuli Applied to Finger Pads as Biases for Perceived Inertial and Viscous Loads2011

    • Author(s)
      Shogo Okamoto, Masashi Konyo, Satoshi Tadokoro
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Haptics

      Volume: (未定)(印刷中)

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    • Author(s)
      岡本正吾, 昆陽雅司, 田所諭
    • Journal Title

      第16回ロボティクスシンポジア予稿集

      Pages: 267-274

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      Lope Ben Porquis, Masashi Konyo, Satoshi Tadokoro
    • Journal Title

      Proc.2010 IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      Pages: 402-407

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      Shogo Okamoto, Masashi Konyo, Satoshi Saga, Satoshi Tadokoro
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Haptics VOL.2

      Pages: 73-84

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      Sho Tsuchiya, Masashi Konyo, Hiroshi Yamada, Takahiro Yamauchi, Shogo Okamoto, Satoshi Tadokoro
    • Journal Title

      Proc.IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      Pages: 3184-3189

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      第11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
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      2010-12-23
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      日本バーチャルリアリティ学会力触覚の提示と計算研究会第5回研究会
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      仙台市
    • Year and Date
      2010-11-01
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      石井優希
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      名古屋市
    • Year and Date
      2010-09-22
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      金沢市
    • Year and Date
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      昆陽雅司
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      第15回日本バーチャルリアリティ学会大会
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      金沢市
    • Year and Date
      2010-09-15
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      樋口篤史
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      第15回日本バーチャルリアリティ学会大会
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      金沢市
    • Year and Date
      2010-09-15
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  • [Presentation] VibTouch:指先による仮想能動触を利用した触力覚インタラクション第3報:振動刺激による錯覚を用いた慣性の呈示2010

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      土屋翔
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    • Year and Date
      2010-06-15
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  • [Presentation] ヒトの触運動における指腹部接触面の動的挙動解析第1報:観察装置の設計と製作2010

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      石井優希
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      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2010
    • Place of Presentation
      旭川市
    • Year and Date
      2010-06-15
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  • [Presentation] 指腹への振動触刺激による力覚の誘発2010

    • Author(s)
      岡本正吾
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2010
    • Place of Presentation
      旭川市
    • Year and Date
      2010-06-15
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  • [Presentation] 運動に影響を与える振動触刺激:慣性・粘性などの機械パラメータを模した触刺激がヒトの手の運動に与える影響2009

    • Author(s)
      岡本正吾
    • Organizer
      第10回システムインテグレーション部門講演会(SI2009)
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2009-12-24
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  • [Presentation] 振動刺激を用いた摩擦感呈示法-皮膚によって知覚する摩擦感と固着・滑り振動の関係-2009

    • Author(s)
      昆陽雅司
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'09
    • Place of Presentation
      福岡市
    • Year and Date
      2009-05-25
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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.rm.is.tohoku.ac.jp/~konyo/

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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.rm.is.tohoku.ac.jp/~konyo/

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      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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