2016 Fiscal Year Annual Research Report
Systematic Study on Human Response to Noncontact Distributed Haptic Stimulation and Its Applications
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16H06303
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
篠田 裕之 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40226147)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原 辰次 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (80134972)
牧野 泰才 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (00518714)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | マルチモーダルインタフェース / ハプティクス / 触覚 / 超音波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．空中超音波基礎デバイスの開発においては、当初の計画通りの空中超音波フェーズドアレイユニット、すなわち、複数ユニット間を1usで同期動作でき、かつ100Mbpsで情報伝送可能な通信機能を有するとともに、高機能プロセッサを搭載したユニットの開発に成功した。複数ユニットの連携動作と、1msでの圧力分布更新を確認するとともに、ボード上の発熱の確認等も終了し、２９年度予定されている大規模開発の準備が整った。
２．軽量薄型の実用デバイス設計においては、当初の予定通り、フレキシブル基板と実装技術をベースとした静電気駆動の超音波フェーズドアレイの設計と実験的検証を行い、良好な結果を得た。単一素子の試作において、実用可能な発生音圧と、電気-音響変換効率が達成されており、フェーズドアレイ化のための回路設計も目途が立った。
３．３次元ユーザインタフェースにおいては、小規模超音波フェーズドアレイを用いた３次元ＵＩとして、当初の予定どおりＶＲ型、操作誘導型、物体浮遊型、の３種類の取り組みを行った。VR型ＵＩとしては、３次元映像ディスプレイと超音波フェーズドアレイを組み合わせた装置を試作し、空中触覚刺激によって３次元物体をどの程度円滑にハンドリング（移動、回転、変形）できるかを評価する実験を継続している。操作誘導型ＵＩについては、限られたワークスペースの中で、無意識に（強く意識することなく）手が誘導される空中触覚刺激が可能であることを確認し、現在その結果をまとめる作業を行っている。物体浮遊型ＵＩにおいては、波長より大きい物体を安定に保持する音場分布が生成できることを理論的に示し、軽量物体を空中で一定時間保持することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
空中超音波基礎デバイスの開発においては、当初計画通りの仕様をみたす基本ユニットを開発することができ、一部で実用化も始まっている。軽量薄型の実用デバイスは、順調に開発が進展しているだけでなく、当初の想定を上回る電気-音響変換効率が達成できている。３次元ユーザインタフェースの研究においても、想定されていた研究項目を全て実施することができた。行動誘導において当初の予想を上回る良好な結果を得るとともに、物体浮遊においても、波長より大きな物体の浮遊保持を達成することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画に沿って着実に研究を進める。
本研究課題が目標としている触覚提示環境の実現に向けて確実に技術を進展させながら、触覚の理解と新しい応用展開を推進していきたい。
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[Presentation] シート状空中超音波フェイズドアレイ2016
Author(s)
神垣 貴晶, 井上 碩, 門内 靖明, 野田 聡人, 牧野 泰才, 篠田 裕之
Organizer
第33回センシングフォーラム
Place of Presentation
近畿大学・和歌山キャンパス（和歌山県紀の川市）
Year and Date
2016-09-01 – 2016-09-02
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