Singular contact between skin and skin produces pleasant tactile feelings

• Project Area: Analysis and synthesis of deep SHITSUKAN information in the real world
• Project/Area Number: 21H05819
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (IV)
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 岡本 正吾 東京都立大学, システムデザイン研究科, 准教授 (10579064)
• Project Period (FY): 2021-09-10 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 触感 / やわらかさ / 摩擦 / 肌 / 錯覚 / 柔らかさ

Outline of Research at the Start

物の触感はその表面粗さ，摩擦，硬さなどを主として複合的に決まる．一般に，これらの物理量が小さいほど物の触り心地は良い．しかし，ことが肌となると，触れあう肌と指の関係が重要である．すなわち，肌の触り心地には相性の問題が存在するのではないかというのが本研究の重要な提案であり，出発点である．申請者はこれまでの研究から，肌と指の接触においては，特定の条件が成立したときに特異的に触り心地がよくなる，という仮説に至った．本研究はこの仮説を実験的に検証し，肌同士の相性が良いときに発生する特異的な接触現象を接触力および光学的計測により明らかにすることを目的とする．

Outline of Annual Research Achievements

擦り動作時の摩擦と表面特徴（粗さ）がやわらかさ判断に影響する事実を実験的に追究した．具体的には，摩擦係数と摩擦変動パターンが異なる資料を3Dプリンタで作成し，それらを指で擦って，やわらかさを判断する心理物理実験を実施した．摩擦を統制するために，資料の表面粗さ（ミクロ特徴）と勾配パターン（マクロ特徴）を操作した．参加者実験の結果，ミクロな表面粗さを有する表面は，平らで粗さが小さい（算術平均粗さで10マイクロメートル以下）樹脂面よりも硬く感じられた．さらに，マクロな表面粗さを有する表面は，平らで粗さが小さい表面よりやわらかく感じられた．以上の事実は，参加者12名の実験結果より，統計的に支持された．また，この実験では３種類の弾性係数が異なるレジン（樹脂）を用いた．弾性係数が小さいほど，やわらかいと感じられた．樹脂の弾性係数と表面特徴の主効果は，分散分析によって確認され，両者の相互作用は認められなかった．
さらには，人工肌モデルを用いて，類似の実験を行った．ここでは，やわらかさが異なる７種類の肌モデルを用いた．これらは粉体潤滑によって摩擦を操作された．摩擦が低下する潤滑と，摩擦が増加する潤滑の両方を施した．実験参加者は，肌モデルを擦り，その心地よさに得点を付けた．この結果からは，摩擦係数が小さいほうが，触り心地がよく感じられることが統計的に示された．また，実験参加者の指の硬さをデュロメータで計測しており，これらが，人工肌モデルを擦ったときの心地よさに影響していることが明らかになった．

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。

Research Products

• [Journal Article] Weight Illusion Caused by Sinusoidal Vibration Correlates with Grip Force Adjustment (2023)
  • Author(s): Kim Giryeon、Okamoto Shogo、Maruyama Hisataka
  • Journal Title: Applied Sciences Volume: 13 Issue: 4 Pages: 2717-2717
  • DOI: 10.3390/app13042717
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] One-touch calibration of hum-noise-based touch sensor for unknown users utilizing models trained by different users (2022)
  • Author(s): Hsia Tzu-Hsuan、Okamoto Shogo、Akiyama Yasuhiro、Yamada Yoji
  • Journal Title: ROBOMECH Journal Volume: 9 Issue: 1 Pages: 24-24
  • DOI: 10.1186/s40648-022-00238-4
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Multiple Spatial Spectral Components of Static Skin Deformation for Predicting Macroscopic Roughness Perception (2022)
  • Author(s): Sun Qingyu、Okamoto Shogo、Akiyama Yasuhiro、Yamada Yoji
  • Journal Title: IEEE Transactions on Haptics Volume: 15 Issue: 3 Pages: 646-654
  • DOI: 10.1109/toh.2022.3199082
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Weight illusion by presenting vibration to the fingertip (2022)
  • Author(s): Kim Giryeon、Okamoto Shogo、Akiyama Yasuhiro、Yamada Youji
  • Journal Title: Frontiers in Virtual Reality Volume: 3 Pages: 797993-797993
  • DOI: 10.3389/frvir.2022.797993
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Apparent Randomness of the Normal-Force Dependence of the Coefficient of Friction between a Bare Finger and Artificial Skin under Active Tactile Exploration (2022)
  • Author(s): Inoue Koki、Okamoto Shogo、Akiyama Yasuhiro、Yamada Yoji
  • Journal Title: Applied Mechanics Volume: 3 Issue: 2 Pages: 649-662
  • DOI: 10.3390/applmech3020038
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effects of surface textures and shapes on perceived softness of hard materials (2022)
  • Author(s): SUN Qingyu、GUO Junliang、OKAMOTO Shogo
  • Journal Title: International Symposium on Affective Science and Engineering Volume: ISASE2022 Issue: 0 Pages: 1-4
  • DOI: 10.5057/isase.2022-C000014
  • ISSN: 2433-5428
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] HumTouch: Localization of a finger in purified water using humming-noise-driven human-body electric currents (2022)
  • Author(s): Hsia Tzu-Hsuan、Okamoto Shogo、Akiyama Yasuhiro、Yamada Yoji
  • Journal Title: Proceedings in IEEE 4th Global Conference on Life Sciences and Technologies Volume: - Pages: 69-71
  • DOI: 10.1109/lifetech53646.2022.9754811
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Differences in pleasant texture stimuli between fingertips and the palm (2022)
  • Author(s): Qingyu Sun、Okamoto Shogo、Akiyama Yasuhiro、Yamada Yoji
  • Journal Title: Proceedings in IEEE 4th Global Conference on Life Sciences and Technologies Volume: - Pages: 226-228
  • DOI: 10.1109/lifetech53646.2022.9754942
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Surfaces With Finger-Sized Concave Feel Softer (2022)
  • Author(s): Inoue Koki、Okamoto Shogo、Akiyama Yasuhiro、Yamada Yoji
  • Journal Title: IEEE Transactions on Haptics Volume: 15 Issue: 1 Pages: 32-38
  • DOI: 10.1109/toh.2021.3138640
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tactile Texture Rendering for Electrostatic Friction Displays: Incorporation of Low-Frequency Friction Model and High-Frequency Textural Model (2022)
  • Author(s): Otake Kazuya、Okamoto Shogo、Akiyama Yasuhiro、Yamada Yoji
  • Journal Title: IEEE Transactions on Haptics Volume: 15 Issue: 1 Pages: 68-73
  • DOI: 10.1109/toh.2021.3138647
  • Peer Reviewed
• [Book] 化粧の力の未来 (2022)
  • Author(s): 資生堂みらい開発研究所
  • Total Pages: 208
  • Publisher: フレグランスジャーナル社
  • ISBN: 9784894793170
• [Remarks] 東京都立大学 人間情報学研究チームのホームページ
  • URL: https://www.comp.sd.tmu.ac.jp/hci/