分布圧覚および触知覚呈示装置によるマン・マシンインタフェースの高度化に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13558045
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 大岡 昌博 名古屋大学, 情報科学研究科, 助教授 (50233044)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野村 由司彦 三重大学, 工学部, 教授 (00228371) ; 宮岡 徹 静岡理工科大学, 理工学部, 教授 (00111815) ; 三矢 保永 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10200065) ; 山縣 裕 ヤマハ発動機, 研究センタ, 主任研究員
• Keywords: マン・マシンインタフェース / 分布圧覚呈示 / 触知覚呈示 / 融合処理 / バーチャル・リアリティ / 触覚

Research Abstract

触覚のバーチャル・リアリティの呈示性能を向上することを目的に,4数類のヒトの触覚受容器に刺激を与えるように,分布圧覚呈示装置と滑り覚呈示装置を組み合わせたシステムを開発する.本年度は,前年度開発したマウス搭載形圧覚・滑り覚同時呈示装置における分布圧覚呈示部のアレイ規模を4×4から4×6へ増加するとともに,滑り覚呈示の効果を検証するために被験者に仮想図形の外形を探索させてマウスポインタの軌跡を計測する実験を実施した.また,前年度までに開発した3リンクマニピュレータに,ピッチ1.8mm,アレイ規模8×8の圧覚呈示装置を搭載した触・力覚呈示装置新しく設計製作するとともに,仮想テクスチャ呈示実験を実施した.さらに,仮想ペグ・イン・ホール作業を実施するたあに,新しく把握力呈示装置を設計製作した.成果を以下に要約する.
(1)滑り覚呈示部としてx-yリニアモータを用い,圧覚呈示部としてバイモルフピエゾアクチュエータを用いた圧覚・滑り覚呈示装置をマウスに搭載した触覚マウスを開発した前年度に引き続いて,今年度は圧覚呈示部のアレイ規模を4×6へと拡大した.
(2)圧覚・滑り覚呈示装置搭載マウスを用い,滑り覚呈示による仮想形状の呈示性能の向上度を評価するため,円,正二角形,正方形の仮想形状の外形を走査する実験を行い,圧覚と同時に滑り覚を呈示したほうが仮想形状からの偏差が顕著に小さいことから滑り覚呈示の有効性を定量的に評価できた.
(3)力覚と圧覚の融合呈示による仮想テクスチャの呈示性能向上を検討することを目的として,前年度までに開発した3リンクマニピュレータを改造することにより,力覚と圧覚の融合呈示が可能なディスプレイ装置を設計・製作した.
(4)開発した力覚と圧覚の融合呈示ディスプレイの有効性を検討するために,前年度と同様に交差模様状テクスチャを呈示して,標準テクスチャの交差角が比較テクスチャの交差角と一致するように被験者に調整させる実験を実施した.その結果,閾値が前年度開発した触覚マウスで計測した閾値とほぼ一致したことから,本ディスプレイの機能・精度が妥当であることが確認できた.
(5)仮想ペグ・イン・ホール作業を実施するために,超小型ACサーボモータを用いてステープラ形の把握力呈示装置を開発し機能試験を終了した.今後,本装置を用いて呈示実験を実施する予定である.

Research Products

• [Publications] 大岡昌博, 古賀浩嗣, 三矢保永: "分布圧覚による仮想格子状テクスチャ呈示"第3回機素潤滑設計部門講演会. 会No.3-03. 91-92 (2003)
• [Publications] M.Ohka, H.Koga, Y.Mouri, T.Sugiura, Y.Mitusya: "Figure and Texture Presentation Capabilities of Tactile Displays Featuring an Array of Stimulus Pins Driven by Piezoelectric Actuators"Proc.Of the 2003 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micro mechatronics for Information and Precision Equipment. 90-91 (2003)
• [Publications] 大岡昌博, 古賀浩嗣, 三矢保永: "分布圧覚による仮想格子状テクスチャ呈示実験"日本機械学会2003年度年次大会講演論文集(No.03-1). VII. 205-206 (2003)
• [Publications] M.Ohka, H.Koga, Y.Mitsuya: "Texture Presentation Capabilities of a High Resolution Tactile Display Mounted on a Mouse"Computation Method in Circuits and Systems Applications. 190-194 (2003)
• [Publications] M.Ohka, H.Koga, T.Sugiura, Y.Mitusya: "Mouse Mounted Tactile Displays Featuring an Array of Stimulus Pins"Proc.2003 FIRA Congress. (CDROM version). (2003)
• [Publications] 大岡昌博: "触覚ディスプレイ装置におけるアクチュエータ技術"日本ロボット学会誌. Vol.21, No.7. 758-761 (2003)