2018 Fiscal Year Annual Research Report
Extending Object Recognition Awareness of the Visually Impaired by Giving Improved Haptic Information Support
| Project/Area Number |
18H03656
|
|---|
| Research Institution | Tsukuba University of Technology |
|---|
Principal Investigator |
巽 久行 筑波技術大学, 保健科学部, 教授 (30188271)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関田 巖 筑波技術大学, 保健科学部, 教授 (40357322)
小林 真 筑波技術大学, 保健科学部, 准教授 (60291853)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 視覚障碍 / オブジェクト認識支援 / 触知 / 擬似オブジェクト生成 / 触力覚 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，視覚障碍にない晴眼者が視覚で瞬時に把握するオブジェクトを，視覚障碍にある全盲者の触知手法（触覚や力覚を用いた認知手法）を向上させることで，オブジェクトの認識や理解ができるようにすることを目的としている。研究の中心を成すのは，触力覚に頼る全盲者と触知手法を共創しながら，認識したい対象オブジェクトに対して，簡易的な二次元ないしは三次元の基本形状を合成・分割することで生成した擬似オブジェクト形状による新たな触知手法を確立することである。その目的を達成するために，全盲者の触知を向上させる触知ソフトウェアの開発を行うが，本年度は擬似オブジェクトの構成，特に、二次元情報である図的情報の構成と三次元情報である形状情報の構成の，２つを行った。この擬似オブジェクトの構成は，現状の触知用機器の低分解能と手指の触知能力の低さを考慮して，触知の対象となるオブジェクトの形状生成を求めるための膨大なデータを使用せずに，プリミティブな形状データのみ（二次元情報として円や四角形など，三次元情報として球や直方体など）を用意して，それらを集合演算で組み合せる（和集合，積集合，差集合などの基本演算を施す）ことで，擬似オブジェクトの生成を試みた。このような形状生成を行うことで，開発する触知ソフトウェア自身が，クラス概念やメッセージ通信に基づいた拡張性のあるシステムとなることが期待される。なお，触知用機器で擬似オブジェクトを提示する際は，任意の表示要求に応じた拡大・縮小時での分解能に適応できるように，二次元図形は四分木で，三次元形状は八分木で，それぞれデータを管理する手法を採用している。最後に，開発中のプログラムをもとに擬似オブジェクトを生成して細分化や統合化の実験を行い（触知の際に，表示を拡大する場合は細分化を，縮小する場合は統合化を，それぞれ図る），必要とされる表示精度下での形状生成の結果を検討した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は視覚障碍者が触察したい対象オブジェクトに対し，その擬似オブジェクトを生成するための触知ソフトウェアの開発を行った。その際，二次元情報である図的情報の生成は触覚提示が可能な点図ディスプレイで，また，三次元情報である形状情報の生成は力覚提示が可能な反力フィードバック装置で，それぞれ行っている。しかしながら，触覚や力覚による擬似オブジェクトの形状生成が，実際のオブジェクトでの空間的な構成や正確さをどこまで表現できているのか，特に，表示要求に応じた拡大・縮小時の分解能に適した細分化や統合化による擬似オブジェクトの生成過程に満足のいく結果が出ずに，困難な課題として立ち塞がっている。このため，基本形状で合成・分割が可能な擬似オブジェクトの構成とは別に，基本形状のみでは構成し辛い擬似オブジェクトについては，局所的に触力覚とは別の手段（例えば，音響などによる可聴化など）で構成することも考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
触知ソフトウェアの開発として，最初に取り組んだのが本年度に行った擬似オブジェクトの生成であり，二次元情報である図的情報の構成と三次元情報である形状情報の構成からなる。次に取り組むのが次年度に予定している擬似オブジェクトの形状伝達であり，これは触覚提示手法と力覚提示手法の，２つの形状伝達手法の開発からなる。この形状伝達を行うソフトウェアの開発は，擬似オブジェクトの生成と密接に絡み合う。即ち，図的情報伝達の中核を成す触覚提示は点図ディスプレイを，形状情報伝達の中核を成す力覚提示は反力フィードバック装置を，それぞれ使用しているが，その図的情報や形状情報の伝達が正しく行われているか否かは，本年度に購入した指先に付けるLEDマーカーによる触察時の追跡と解析で行う。この触察追跡プログラムと触察解析プログラムの成否が，次年度の成果を決定する。擬似オブジェクトの形状生成はオブジェクト指向パラダイムを採用したが，触察の追跡手法と解析手法も同じ考えに基づいている。著者らは，平成28年度～29年度の挑戦的萌芽研究にて「筆位置を音色で確認できる視覚障碍者用音響ペンの開発」を行ったが，その際の擬似音響で筆の位置を確認するプログラム（その内訳は，筆移動推定と筆軌跡推定を行うプログラム）を，筆位置の代わりに触察する指位置で行うことを考えている。基本形状の合成・分割のみでは局所的に触力覚が取れない場合，例え擬似オブジェクトの生成ができなくとも，全盲者の触知を向上させる効果があって擬似オブジェクトの形状伝達が行えることが重要である。どのように触力覚を向上させる触知音響の生成プログラムを作成するかは検討中であるが，オブジェクト指向パラダイムに従い，円や三角形のようなプリミティブな形状データの触知音から，基本形状を合成・分割した複合形状での，触知感覚や方向識別を誘起する擬似音響の生成プログラムとする予定である。
|
Research Products
(16 results)
