• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Noncontact Texture Presentation by Ultrasound based on Selectively Stimulation of Tactile Receptor

Research Project

Project/Area Number 21J12305
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

森崎 汰雄  東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2021-04-28 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords圧覚 / 空中超音波 / 圧覚提示 / 触覚ディスプレイ
Outline of Research at the Start

本研究では集束超音波を用いた多様なテクスチャの非接触提示を目的とする。まず従来の高周波振動と低周波振動に加え、集束超音波による静的な圧覚の提示方法を確立する。次に、この触覚受容器の特性に一致した3つの超音波刺激(高/低周波振動と圧覚)を基底とし、任意のテクスチャ感を再現できる基底刺激の組み合わせ方(時間的/空間的配置)を調査、モデル化する。最終的にはこのテクスチャ再現技術を空中映像と組み合わせ、実物のように触れる立体映像の実現を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

2022年度は超音波を用いた圧覚提示について、その指先上での知覚特性を解明するとともに、LM-M (LM-Multi Foci)と呼称するより完全な圧覚提示手法を提案した。また、この超音波圧覚を用いて指腹に実物体との静的接触感がレンダリングできることも示した。以下、それぞれの成果について説明する。
(1) 指先への圧覚提示
まず、指腹(刺激対象)の深度をセンシングし超音波焦点をリアルタイムに提示するシステムを開発した。この提示システムを用いて新たな圧覚提示方法のLM-M法を提案・評価し、このLM-Mが焦点の動き感も振動感もほとんど伴わない静的圧覚を指腹に提示できることを示した。LM-Mは隣接させた4つの焦点を5 Hzで回転させる刺激方法である。また、この生起した圧覚の知覚強度は0.24 Nの押し込み刺激と(平均的に)等価であることも示した。この知覚強度は提示した放射力(物理強度)のおよそ10倍である。
(2) 静的接触感のレンダリング
この圧覚提示を用いて指腹上に半径が数mmの凸面、及びエッジとの静的接触感がレンダリングできることを被験者実験を通じて確認した。凸面との接触感は前述したLM-M(円状に回転する多焦点)を用いて提示した。円軌道の半径を変化させることで、この知覚凸面の半径を2-4 mmの範囲で変化させることができた。エッジとの接触感は線状に5 Hzで動く単一焦点を用いて提示した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Noncontact Haptic Rendering of Static Contact with Convex Surface Using Circular Movement of Ultrasound Focus on a Finger Pad2023

    • Author(s)
      Tao Morisaki, Masahiro Fujiwara, Yasutoshi Makino, Hiroyuki Shinoda
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: arXiv:2301.11572 Pages: 1-12

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Non-Vibratory Pressure Sensation Produced by Ultrasound Focus Moving Laterally and Repetitively with Fine Spatial Step Width2021

    • Author(s)
      Morisaki Tao、Fujiwara Masahiro、Makino Yasutoshi、Shinoda Hiroyuki
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Haptics

      Volume: - Issue: 2 Pages: 441-450

    • DOI

      10.1109/toh.2021.3125843

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 空中超音波を用いたエッジ感の非接触提示2022

    • Author(s)
      加藤滉一, 森崎汰雄, 藤原正浩, 牧野泰才, 篠田裕之
    • Organizer
      第27回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Midair Haptic-Optic Display with Multi-Tactile Texture based on Presenting Vibration and Pressure Sensation by Ultrasound2021

    • Author(s)
      Tao Morisaki, Masahiro Fujiwara, Yasutoshi Makino, and Hiroyuki Shinoda
    • Organizer
      SIGGRAPH ASIA 2021, Emerging Technologies
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 空中超音波焦点の周期走査による圧覚刺激の分布提示2021

    • Author(s)
      森崎汰雄, 藤原 正浩, 牧野 泰才, 篠田 裕之
    • 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
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 集束超音波による圧覚点の指先追従に基づく静的面触感の空中提示2021

    • Author(s)
      森崎 汰雄, 藤原 正浩, 牧野 泰才, 篠田 裕之
    • Organizer
      第26回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-05-27   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi