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Development and Application of an Interface for Controlling Secretion by Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation

Research Project

Project/Area Number 21H03477
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research InstitutionGunma University (2022-2023)
The University of Tokyo (2021)

Principal Investigator

Aoyama Kazuma  群馬大学, 情報学部, 准教授 (60783686)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 雨宮 智浩  東京大学, 情報基盤センター, 教授 (70396175)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Keywordsバーチャルリアリティ / ヒューマンコンピュータインタラクション / 神経刺激 / 漿液分泌 / 神経刺激インタフェース / 分泌インタフェース / 経皮電気刺激 / 効果器アクチュエートインタフェース / 効果器刺激
Outline of Research at the Start

唾液や涙,汗などの分泌系は人の生活や体験に必須な重要な身体機能である.例えば,おいしいものを見ると唾液が出てくるし,ドキドキすると汗が出てくる.また,うれしいと涙が出たりもする.これらの分泌系は人の体験に強く結びつくものである.本研究では体験を作り出すバーチャルリアリティの技術として,これらの漿液分泌を促進・抑制するインタフェースを経皮電気刺激を主とする刺激によって構築する.この技術が実用化されれば,VRの体験により没入したり,現実世界での体験を変容させることが可能となると考えられる.

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a novel method of transcutaneous electrical nerve stimulation that modulates the serous secretion (e.g. saliva, tears, nasal discharge, and sweat), and developed an application that embeds this method as an applied system to alter the experience of virtual reality and other contents.
Through user studies and simulations, we were able to construct a method of transcutaneous electrical stimulation that can promote saliva and tear secretion, and developed hardware that can be applied during meals and a system that can synchronously apply transcutaneous electrical stimulation while reading out a story. We also constructed stimuli that form the lateralization of nasal chemosensation and the spatial distribution of oral gustatory sensation, and tried to develop a new method that can control the location of secretion.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果の学術的な意義は,これまでインタフェース研究の対象となっていなかった,人の漿液分泌をデジタル技術によって調節するインタフェースの研究開発に挑んだことである.また,この研究は様々な体験を創出するVR等の技術において,人の体験に寄与する漿液分泌をデジタルに制御することで,映画やゲーム,食事などのコンテンツの魅力をさらに引き上げうる新たな手法を創出し,そのプロトタイプシステムを構築したところに社会的意義がある.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results) Book (4 results)

  • [Journal Article] Intranasal Chemosensory Lateralization Through the Multi-electrode Transcutaneous Electrical Nasal Bridge Stimulation2023

    • Author(s)
      Ayari Matsui, Tomohiro Amemiya, Takuji Narumi, Kazuma Aoyama
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 11 Pages: 110899-110909

    • DOI

      10.1109/access.2023.3322421

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ニューノーマルな生活様式を支える神経刺激インタフェース(<特集>withコロナにおける新たな生活様式を支える技術)2022

    • Author(s)
      青山一真
    • Journal Title

      Journal of the Society of Mechanical Engineers

      Volume: 125 Issue: 1244 Pages: 6-9

    • DOI

      10.1299/jsmemag.125.1244_6

    • ISSN
      2424-2675
    • Year and Date
      2022-07-05
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Novel percutaneous electrical stimulation method to effectively actuate the saliva secretion.2022

    • Author(s)
      高橋希実,中村裕美,雨宮智浩,鳴海拓志,葛岡英明,廣瀬通孝,青山一真
    • Journal Title

      Transactions of the Virtual Reality Society of Japan

      Volume: 27 Issue: 2 Pages: 130-140

    • DOI

      10.18974/tvrsj.27.2_130

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • Year and Date
      2022-06-30
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 食体験の変容を目指した口腔外からの熱刺激が舌に与える効果のシミュレーション2024

    • Author(s)
      中山息吹,奥寛雅,青山一真
    • Organizer
      第4回神経刺激インタフェース研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 涙腺への経皮電気刺激の設計に向けた電磁場シミュレーション2024

    • Author(s)
      青山一真
    • Organizer
      第4回神経刺激インタフェース研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 経皮電気刺激による感覚提示と効果器アクチュエートインタフェース2023

    • Author(s)
      青山一真
    • Organizer
      第7回CREST空間識の幾何セミナー
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 経皮電気刺激による味覚制御2023

    • Author(s)
      青山一真
    • Organizer
      Ifia Japan おいしい減塩プロジェクト10周年記念セミナー ~減塩加工食品の進化を支える技術~
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 低濃度塩味水溶液における口腔外電気刺激による味覚増強効果の検証2023

    • Author(s)
      田中 壮,鳴海 拓志,雨宮 智浩,葛岡 英明,青山 一真
    • Organizer
      第28回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Controlling the Distribution of Salty Taste Intensity on the Tongue Using Extraoral Galvanic Taste Stimulation2023

    • Author(s)
      So Tanaka, Takuji Narumi, Tomohiro Amemiya, Hideaki Kuzuoka, Kazuma Aoyama
    • Organizer
      ICAT-EGVE2023
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  • [Presentation] 嗅覚刺激と鼻腔外電気刺激によるVR空間内の進路誘導効果2023

    • Author(s)
      松井彩里,青山 一真,雨宮智浩,葛岡英明,鳴海拓志
    • Organizer
      メディアエクスペリエンスとバーチャル環境基礎研究会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 経皮電気刺激による感覚提示と効果器アクチュエーション2023

    • Author(s)
      青山一真
    • Organizer
      メディアエクスペリエンスとバーチャル環境基礎研究会
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 経皮電気刺激による化学感覚調整技術2022

    • Author(s)
      青山一真
    • Organizer
      第15回 香りと味に関する産学フォーラム
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      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 鼻腔外からの電気刺激による擬似的な匂い方向提示に関する基礎的検討2022

    • Author(s)
      松井 彩里,青山 一真,葛岡 英明,鳴海 拓志
    • Organizer
      第27回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Dynamically Controlling Spatial Taste Location by External Galvanic Taste Stimulation2022

    • Author(s)
      So Tanaka, Takuji Narumi, Hiromi Nakamura, Tomohiro Amemiya, Hideaki Kuzuoka, Kazuma Aoyama
    • Organizer
      ISMAR 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] VR Application of Sensory Display and Effector Actuation by Transcutaneous Electrical Stimulation2022

    • Author(s)
      Kazuma Aoyama
    • Organizer
      The 29th International Display Workshops
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 神経刺激インタフェース2024

    • Author(s)
      青山一真編著
    • Total Pages
      176
    • Publisher
      コロナ社
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Book] テクノロジー・ロードマップ 2024-2033 全産業編2023

    • Author(s)
      出川 通 ほか95名
    • Total Pages
      602
    • Publisher
      日経BP
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Book] 人工知能はナイチンゲールの夢を見るか2022

    • Author(s)
      服部桂・宮川祥子・青山一真 他
    • Total Pages
      256
    • Publisher
      日本看護協会出版会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Book] テクノロジー・ロードマップ2023-2032 全産業編2022

    • Author(s)
      出川 通、他100名
    • Total Pages
      608
    • Publisher
      日経BP
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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