2020 Fiscal Year Research-status Report
非整数階微分VCによる受動性に着目した物体表面硬さの質の提示手法確立
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19K04292
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
川井 昌之 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (00334805)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 力触覚提示 / バーチャルリアリティ / バーチャルカップリング / 受動性 / 非整数階微分 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、人工現実感の力覚提示において仮想物体表面の様々な硬さの質的な感触の違い（「ぷよぷよしている」や「ねっとりしている」など）をバーチャルカップリング(VC)のみを用いて表現する提示手法の確立を目的としている。この提示手法を実現するため、本研究では非整数階微分項を利用して周波数領域での受動性を設計する手法を提案している。これに対し平成31年度は、研究実施計画にある「表面硬さ特性値計測システムの構築」、「代表物体での表面硬さ特性値と受動性の周波数特性の検証」、「複数の非整数階微分項を用いたVCの最適化手法の改良」を行うとともに、新たに「粘着剥離感を感じるVCの受動性分布の考察」も行った。さらに、令和2年度は、研究実施計画で予定していた（１）「代表的な実物体の表面の特徴抽出と受動性の周波数特性の算出」、（２）「実データを用いた複数のFD項を用いたVCの設計」を行うとともに、（３）「VC見本の構築」、（４）「粘着剥離感を感じるVCの特徴抽出」を行った。
（１）では、平成31年度に構築した表面硬さ特性値計測システムを用いて、ゴムボールやスライム、クリームの入ったビニール袋などの様々な物体の表面特性を計測し、その計測データを利用して周波数域の受動性分布を算出する手法を提案した。（２）では、算出された受動性分布を利用し、平成31年度に行ったVCの最適化手法を用いて、複数の非整数階微分項を用いたVCの設計を行い、その感触について確かめた。（３）では、様々な周波数域の受動性分布と提示した際の感触の関係をわかりやすく被験者に提示し、実装する際のパラメータも容易に確認できるVC見本を構築した。さらに、平成31年度に新たに見つけた粘着剥離感を感じるVCについて、その特性を抽出するためのシミュレータを構築するとともに、このＶＣを摩擦感覚を提示する際に併用した場合の効果についても検証した。
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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
研究実施計画では、今年度（１）「代表的な実物体の表面の特徴抽出と受動性の周波数特性の算出」、（２）「実データを用いた複数のFD項を用いたVCの設計」を実施する予定であったが、これら全てを実施した上に、（３）「VC見本の構築」、（４）「粘着剥離感を感じるVCの特徴抽出」を行うことができた。特に、（４）で行った「粘着剥離感を感じるVCの摩擦提示での併用」は、令和3年度に行う予定の課題の一つであり、今年度に実行することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画通りに実施する予定である。
令和３年度は、研究実施計画の通りに「様々な実物体に対する検証」を行い、この手法により、うまく感触が提示できる実物体の特徴と範囲の抽出と、タッピング動作以外の動作（なぞり動作など）に対する可能性を検証する予定である。
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