2019 Fiscal Year Annual Research Report
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19J02096
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中村 拓人 東京工業大学, 情報理工学院, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | ハンガー反射 / 疑似力覚 / 触覚 / 力覚 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では強力な力覚を生起させる触覚の錯覚現象である「ハンガー反射」を利用して，ユーザの動きにバイアスをかけ，スポーツの動き教示に応用する．本年度はユーザの動きにバイアスをかけるハンガー反射を誘発させる原因である皮膚のせん断変形を最適化し，デバイス設計の指針設定を試みた．
ハンガー反射とは針金ハンガーを頭部に装着すると，頭部に強力な回転方向の力覚が生起する現象である．本現象はハンガーからの圧迫から発生する皮膚のせん断変形によって発生する．また，皮膚のせん断変形を適用することで，本現象は頭部だけでなく手首，腰，足首などの身体各所で生起することが確認されている．本現象を発生させる皮膚のせん断変形の最適化は頭部においては予備的な検討が試みられてきたが，他の部位においては行われていなかった．
皮膚変形の最適化のために，透明樹脂製の手首用デバイス，シールタイプ再帰性反射材マーカ，赤外線カメラを用意した．手首に貼り付けた再帰性反射材マーカアレイの上から透明手首用デバイスを装着した際のマーカの動きを赤外線カメラで撮影することで，皮膚のせん断変形を計測する．複数の設計指針(皮膚変位最大，皮膚変形面積最大など)で制作された透明手首デバイスを複数の被験者に装着させ，知覚力覚を比較させることで，最適な皮膚変形パラメータ及びデバイス設計指針を調査する．本年度は最適化の準備として複数の透明手首デバイスの制作，シールタイプ再帰性反射材マーカ転写手法の確率，赤外線カメラによる撮影環境導入などを進めた．
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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
本年度はスポーツのフォーム修正のために，手首でのハンガー反射デバイスの皮膚変形の最適化を試みた．これまで不透明樹脂を用いて開発してきたデバイスを，透明樹脂を用いて3Dプリントし，研磨することで装着状態でも皮膚に貼り付けたマーカを確認できる透明デバイスを実現した．手首に貼り付けた再帰性反射材マーカアレイを赤外線カメラによって撮影することで，デバイス装着前後での皮膚変形を計測する環境を構築した．以上のように本研究は当初想定したように進捗していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は本年度開発した皮膚変形を最適化させたハンガー反射デバイスをもちいて，身体部位の「動かしやすさ」や「動かしにくさ」をユーザに発生させた状態での動作の違いや運動の主体性への影響を調査する．
申請時の想定では，ハンガー反射デバイスを装着したユーザはハンガー反射による力覚方向に「動かしやすく」なり，逆方向に「動かしにくく」なるとした．これまでのユーザのコメントからもこの傾向は確認されているため，被験者実験を実施することで主観的にも客観的にも力覚によって「動かしやすさ」にバイアスがかかっているかを調査する．実験ではまず手首におけるハンガー反射について調査する．まず目隠しした被験者にデバイスによって手首ハンガー反射を片方の手首(左手首)に発生させる．逆の手首(右手首)において，ハンガー反射を発生させている手首角度を再現させる．このとき左手首を指定角度(例えば90°)回転させ，右手首で再現させる．回転角度の方向を変え，複数角度において実験することで，左手首と右手首の角度に力覚によるバイアスによって差が生まれることが考えられる．このように今後はハンガー反射による力覚バイアスによる運動への影響を調査する．
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