2020 Fiscal Year Annual Research Report
Developement and application of wireless haptic interface using magnetics
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18H03270
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
枦 修一郎 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (90324285)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石山 和志 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (20203036)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ハプティクス / 触覚 / 磁場ベクトル / 磁気トルク / ヘルムホルツコイル / 非接触 / ワイヤレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は、研究目的である磁気式ワイヤレスハプティックシステムを構築しその評価を行った。また触覚提示用として手指に貼付する柔軟磁石材の利用を検討した。以下に研究実績の概要を示す。
3次元磁場ベクトル印加システムと市販の赤外線式モーションキャプチャとを連携させ、小型磁石を貼付した指の動きに応じて磁場ベクトルの周波数、磁場強度をフィードバック制御可能なワイヤレスハプティクシステムを構築した。
ハプティクデバイスとして用いる際には具体的に何かを触った感覚が求められる。そこで表面粗さ感を提示することを目的とし、指がある表面をなぞった際の指表面の変位を磁石振動にて再現することで粗さ感の提示を行った。指の速度を検出し、それをフィードバックすることでそれに比例した周波数の磁場を出力し、仮想的に一定の粗さ感を持った表面を再現した。また、表面粗さを知覚するとされるマイスナー小体（主に皮膚に見られる機械受容器の一種）の感度の高い10～40 Hz付近の磁場を出力するとき表面粗さ感を感じると期待される。評価の結果、出力磁場が20～50 Hzとなるように指を動かすと表面粗さ感を感じることができた。これより、触覚受容器の適切な選択と指の変位を磁石振動で再現することで、より具体的な触覚が再現可能になると考えられる。
また触力覚提示用の磁石材として、シリコンラバーなどに磁石粉末を混合した磁性エラストマーの適用を検討した。通常の焼結型の永久磁石材に比べ磁石性能が低下するため、提示できる触覚は固形の磁石に比べかなり小さくなるが、磁場ベクトルの印加条件を制御することで、振動する触感を提示可能であることが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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