2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of an olfactory display using piezoelectric devices
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19K12072
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| Research Institution | Kanagawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
坂内 祐一 神奈川工科大学, 情報学部, 客員研究員 (70622124)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
服部 元史 神奈川工科大学, 情報学部, 教授 (00252792)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 嗅覚ディスプレイ / 圧電素子 / 流体シミュレーション / 嗅覚知覚 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、プリンタのインクジェットエンジンを利用した嗅覚ディスプレイの問題点である複雑な機構とメインテナンスの困難さの解決を図るべく、より単純なメカニズムである圧電素子を用いた液滴射出エンジンを用いた嗅覚ディスプレイを開発することを目的としている。
初年度に、多数の微細な孔を開けた直径約1センチの圧電素子を用いて、香料タンクと一体化させた圧電素子エンジンを試作し、液滴噴霧状況の確認を行ない香料が微細な液滴となって均一に射出できることを確認した。2年度は香料滴を揮発させ嗅覚ディスプレイの外へ射出するための空気流の検討をおこなった。具体的には粒子法によるシミュレーションと空気流速の実測値から、対流や香気流の偏りにより香気が一様に分布しない問題点が明らかになったため、3年度である本年度は、空気流を安定化させるための方策を検討した。その結果、嗅覚ディスプレイ射出口断面でほぼ一様の速度の空気流が射出されるようになったが、香料の種類によっては射出された香料滴がディスプレイの底面に付着する現象が見られたため、香料滴が空気流により完全に気化することを確認するための、香料滴噴霧・気化状況観察装置を開発した。この問題解決のため研究期間を1年延長し、次年度にこの装置を用いて香料滴気化の問題を解決し、バーチャルリアリティ（VR）や心理物理実験で利用できるような嗅覚ディスプレイの試作機の完成を目指すこととした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
圧電素子を用いた香料液滴噴霧の基本性能は確認できているが、香料の種類によってはファンによる空気流ですぐに気化しない場合があることが判明した。そのため、香料滴の噴霧・気化状況を詳細に観察できる実験装置の開発が新たに必要となった。この装置では、空気流路断面で一様流速の空気流下において、断面形状をパラメータとして変化させて香料滴の気化状況を観測することが可能な仕様で、本年度にほぼ完成している。この装置を用いて噴霧された香料滴が完全に気化していることを確認する工程が必要になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である次年度は、上記の実験装置を用いて香料射出エンジンから射出された香料滴の観測を行って嗅覚ディスプレイの空気流路形状を決めていく。この過程で粒子法シミュレーションを行い、嗅覚ディスプレイ空気流路での香気の濃度分布をフィードバックしながら空気流路を設計する。この空気流路をもとに嗅覚ディスプレイ筐体全体のデザインを決定して試作機を製作する。最終的にはバーチャルリアリティや心理物理実験で利用し評価する予定である。
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| Causes of Carryover |
研究進捗の遅れにより研究計画を1年間延長することとなった。次年度は予算額の残金を、香料滴の挙動をより詳細に調べるため香料の表面張力を測定する表面張力計の購入と、嗅覚ディスプレイ筐体の試作費に充てる予定である。
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