Understanding a shape perception of grasping object based on its dynamics

Research Project

Project/Area Number	21J12372
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Review Section	Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	橋本健東京大学, 情報理工学系研究科, 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	力覚提示装置 / ハプティクス / ダイナミックタッチ / VR / インピーダンス制御 / 力提示装置
Outline of Research at the Start	本研究の目的は，ヒトが把持している物体の形や大きさを触力覚を通じて知覚するメカニズムを物体の運動に注目して解明し，これを応用して単一の装置で様々な物体を把持している触力覚的な感覚を生起するインタフェースを作製することである.ヒトの把持物体に対する形・大きさの知覚にはその物体の慣性モーメントが寄与していることが生態心理学の分野では明らかになっているが，本研究では慣性モーメントよりも高次な運動という概念で形・大きさ知覚の説明を試みる.
Outline of Annual Research Achievements	今年度は、トルク出力装置の改良と人を対象とした実験を行いました。把持型の装置を使用して、人の動きに連動してトルクを出力することで、把持物体の慣性モーメントや粘性抵抗を変化させることができることが示されました。これにより、力の介入が人の把持物体に関する知覚を変化させることが可能であることが明らかになりました。特に、慣性モーメントの変化は物体の長さや大きさの知覚に、粘性抵抗の変化は環境から生じる粘り気のようなものの知覚に大きく関与していることが分かりました。この知見は、バーチャル空間内での物体の操作感の向上に応用が期待できます。さらに、国際会議でのデモ展示において、慣性モーメントが増加する条件よりも減少する条件の方が知覚しやすいのではないかという仮説が立ちました。この仮説は、装置の元々の慣性モーメントの大きさが大きすぎることに起因すると考え、トルク出力軸を3軸から1軸に減らして重量を半分にした新たなトルク出力装置を作製しました。パイロットスタディにより、慣性モーメントが増加する分も知覚しやすくなることが判明しました。さらに、人がフィードバックされた力をどのような現象に帰属させるのかについては、力の刺激だけでは個人差が大きいことが展示を通して判明しました。今後は、ヘッドマウントディスプレイを用いて視覚刺激や聴覚刺激を同時に提示し、ヒトが力の情報をどのように帰属させるかを明らかにしていきたいと考えています。
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。