Establishment and application of surface sensing technology by active acoustic sensing

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H04228
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
• Research Institution: Aoyama Gakuin University (2021-2022); Osaka University (2020)
• Principal Investigator: Itoh Yuichi 青山学院大学, 理工学部, 教授 (40359857)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉浦 裕太 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (40725967) ; 高嶋 和毅 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (60533461)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ヒューマンインタフェース / アクティブ音響センシング / サーフェス

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aim to establish active acoustic sensing technology that conveys acoustic signals across an object's surface and learns their alterations to determine the position, type, and state of items placed on the surface, as well as interactions with those items. We implemented an acoustic active marker that emits acoustic signals, and considered two methods for sensing its location: one utilizing the difference in signal arrival time and another using signal attenuation. The results showed that the former method resulted in a mean error of 3.79 cm and a standard deviation of 2.25 cm. The latter method, however, achieved a sufficiently small mean error of 0.29 cm. Moreover, even when four objects were simultaneously placed on the same surface, the estimation error was sufficiently small, at 1.82 cm.

Free Research Field

ヒューマンコンピュータインタラクション

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

全てのモノや人がIoT技術によってつながるSociety5.0実現のためには，人やモノの状態をサイバー空間に取り込む技術の確立が必須である．このような技術を用い，特に人の身の回りに存在するモノの空間内における位置や状態，使用状況といった多元的な情報を短期的（あるタイミングにおける人-モノ-空間の位置関係や相互作用）あるいは長期的（人-モノ-空間の位置関係の変遷や相互作用の変遷，状況変化）に収集・解析することによって，人の状態や活動状況の認識，その変化を捉えることができれば，人-モノ-空間のインタラクションを通じた人の理解が可能となり，人の生活をより豊かにする情報技術の発展が期待できる．