2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Understanding human recognition of material properties for innovation in SHITSUKAN science and technology |
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| Project/Area Number |
15H05923
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
梶本 裕之 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (80361541)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡本 正吾 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10579064)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 触覚 / 質感 / バーチャルリアリティ / ヒューマンインタフェース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，触感の構成要素の解明およびタッチパネルにおける触感表現という二本柱で研究している．前者で触感の本質を皮膚変形の言葉で記述し，その知見を援用しながら喫緊の課題であるタッチパネルへの触覚提示に取り組む．
触感の構成要素の解明に関して，今回は指先皮膚が凹凸テクスチャ面上を移動した際の皮膚水平変位を高速に捉えるシステムを構築した．テクスチャ素材とほぼおなじ屈折率のシリコンオイルを用いて凹凸による画像の歪をなくし（index matching），指先皮膚のマーカーをOpenCVによってトラッキングするシステムを構築した．
テクスチャの知覚は，(1)物理テクスチャ→(2)皮膚時空間変位→(3)受容器活動→(4)脳活動→(5)テクスチャ知覚，というプロセスを経ると考えられ，従来の多くの研究は(1)物理テクスチャと(5)テクスチャ知覚を対応付けるか，(1)テクスチャと(3)受容器活動を対応付けるものであった．これに対して今回の試みは，(2)皮膚時空間変位と(5)テクスチャ知覚との関連を調べることを目的としており，これにより来年度からの触覚ディスプレイ研究につなげる．
タッチパネルにおける触感表現に関して，現在の主流である機械的変位刺激（パネルを駆動して指腹を変形させる方式）と，近年，急速に注目が集まっている静電気刺激（パネルの摩擦を制御する方式）を組み合わせ，タッチパネルに適した触感刺激法を開発していく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画では平成27年度の半年間はおもにハードウエアに関する準備期間であり，おおむね順調に準備ができたといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
触感要素の同定に関しては、平成２７年度に作成した皮膚変位計測装置を用い，様々なテクスチャ面における皮膚変形を1kHz程度で高速にサンプリングする．同時にテクスチャ面に対する主観的な評価も行い，皮膚変形と質感との関係を明らかにする．またこれまで計測してきた皮膚変形は主に皮膚の横滑りに関するものであったが，弾性感や粘性感に関しては指の上下変位に対する皮膚の力分布が強く関与していると考えられるため，これを2mmの空間分解能で計測できるシステムを構築する．
さらに計測した皮膚変形を再現する装置を構築する第一段階として，一次元的に並んだライン状の触覚提示装置を作成する．本装置は1mm間隔で構成され，一つ一つが皮膚にライン状の刺激を提示する．この素子群はボイスコイルアクチュエータ等によって高速に駆動される．これにより，計測した皮膚変形を1kHzのリフレッシュレートで再現する装置を作成する．さらにこれを用いて質感に関する評価を行い，計測された皮膚変形のどの時空間要素が質感に寄与しているかを解明する．
タッチパネル型触覚提示に関しては、平成２７年度に作成した透過性電極つき透明電極を用いた評価実験を開始する．画面全体の上下・水平振動と静電摩擦提示の組み合わせによって再現できる触感の領域を心理実験により明らかにする．振動は表面粗さによる皮膚変形を，静電摩擦方式は摩擦による皮膚変形を再現できると予想している．
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