2017 Fiscal Year Annual Research Report
身体化ハプティクス：道具の身体適応を促す適切な触覚付与の設計論
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17H01252
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 由浩 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90432286)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤原 道隆 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (70378222)
河島 則天 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 運動機能系障害研究部, 研究室長 (30392195)
吉川 雅博 大阪工業大学, ロボティクス&デザイン工学部, 准教授 (40584511)
佐野 明人 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80196295)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 触覚ディスプレイ / 触覚フィードバック / 手術支援機器 / 義手 / 身体認識 / 触診 / 振動伝搬 / 触覚センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
触覚は対象知覚だけでなく，自身の身体認識や運動制御に大きく関係する．道具における触覚検出と道具使用者への触覚呈示は道具の身体化を促し，操作性付与による使用者の能力活用・拡張と道具性能の引出し，さらに身体認識に繋がる．本研究は，腹腔鏡下手術で触診が行えるシステムおよび義手への触覚付与を具体的開発対象とし，道具の身体化を促す触覚付与の設計論の構築を目的としている．本年度は，共通基盤として，身体の様々な部位の触覚感度を計測するための簡易型触刺激システムの開発，各対象については，走査型触診システムにおける触覚提示，装飾義手における振動触覚の検出と提示について主に研究開発を進めた．
走査型触診システムでは，鉗子先端で検出した力を足の甲に提示する装置を開発してきたが，これを用いて足の感度を調査し，また，しこり検出に対して足への触覚提示による操作性や感度の向上について検討を行った．その結果，操作性は向上するものの，感度については十分には向上しない傾向が見られ，触覚をフィードバックする提示部位が鉗子を操作する手から離れている影響が推察された．そこで，鉗子操作に干渉しないことも考慮し，鉗子を操作する手の指に圧力提示する空気圧を用いた指輪型の触覚提示装置の開発を進め，臨床実験を行い良好な傾向を得た．
触覚付義手では，身体認識向上のための触覚情報として，広い領域を高感度で検出できる義手上を伝搬する振動に注目をした．適切に検出領域を設計可能にするため，伝搬する振動を遮断する方法の基礎検討を行い，構造的工夫による遮断を見出した．また，その提示について，エラストマー型振動子を用いて，人の空間的知覚特性から接触面積を考慮した設計，および装着方法について検討を行った．
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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
当初の計画のように，触覚提示による身体認識や操作性，感度向上の効果や提示部位による違い，義手への触覚付与のための構造設計や人の触知覚特性を考慮した提示装置の開発が進んでおり，おおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度に得られた結果を基にして，様々な身体部位に対する感度や振動特性の検討を進めるとともに，装飾義手，走査型触診への適用を継続し，臨床実験や，心理物理実験や脳波測定を通した詳細実験による，触覚提示の有効性の検証を行う．さらに，装飾義手では複数指への触覚の検出と提示の対応，触診では押込み型のための触覚提示方法について検討を行う．また，皮膚特性や感度の個人差を考慮した触覚提示の適合技術について検討する．
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