人間の触知覚特性を利用した素材感を提示可能な仮想空間インタフェースに関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680478
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 藤田 欣也 東京農工大学, 工学部, 助教授 (30209051)
• Keywords: 人工現実感 / 触覚 / 力覚 / 遠隔共有 / 仮想空間

Research Abstract

1.本研究課題の目的
本研究課題は,従来の仮想空間インタフェースでは,物体が運動して使用者に触れる受動触における柔らかさが表現できないといった問題に対して,人間の触知覚特性を考慮し,指先の押しつけ力をもとに指先接触面積を制御することによって「柔らかさ」を提示しすることによる仮想物体の「素材感」,特に柔らかさを提示可能な仮想空間インタフェース装置と制御アルゴリズムの開発,ならびに素材感の遠隔伝送の基礎的知見を得ることを目的に研究をおこなった.
2.実施内容と成果
人間が物体の柔らかさを知覚するときの指先把持動作を解析し,仮想変位が一定になるまで把持していること,さらにそのとき指先の接触面積が一定になること,を実験的に示した(電子情報通信学会論文誌J85DII-11).
また,指先の接触力を検出して指先接触面積を制御する装置を試作し,力覚提示装置では原理的に不可能な受動触での柔らかさの識別実験をおこなった.4種類の物体の識別率は94%,実物体との比較での正答率が75%であり,提示が可能であることが示された(投稿中).
さらに,力覚提示装置2台をネットワークで接続し,仮想物体からの反力と画像を伝送・提示することによる,柔軟物の把持感覚の受動的遠隔共有を試みた.心理物理実験の結果,50,100,200,400N/mの柔軟物の識別は,ほぼ完全に可能であることが示された(日本VR学会論文誌8-1).
3.まとめと今後の課題
人間が物体の柔らかさを知覚するための動作解析して法則性を導き,これを利用した指先接触面積制御型の仮想柔軟物提示装置を試作し,その有効性を示した.さらに,ネットワーク接続された力覚提示装置による柔軟物体把持感覚の遠隔共有の可能性を示した.今後は,インターネットを利用した遠隔共有仮想空間において,力触覚情報の提示による現実感の増強や作業効率の改善などへの発展を計画している.

Research Products

• [Publications] 宮田敏之, 藤田欣也: "反力と画像の伝送による弾性物体把持感覚の受動的遠隔共有に関する実験的検討"日本バーチャルリアリティ学会論文誌. 8・1. 3-10 (2003)
• [Publications] 藤田欣也: "弾性物体の硬さ認知のためのつまみ動作における制御則"電子情報通信学会論文誌(D-II). J85-D II・11. 1733-1740 (2002)