2021 Fiscal Year Annual Research Report
Study on constancy of tactile texture perception by using multi-dimensional tactile texture display
| Project/Area Number |
20H04263
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
岡本 正吾 東京都立大学, システムデザイン研究科, 准教授 (10579064)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 触感 / 触感ディスプレイ / 摩擦 / 粗さ / 振動 / 静電気 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に開発した触感ディスプレイの制御ならびに性能試験を前半に実施した．この触感ディスプレイは応答帯域が広い超音波振動子による振動触覚刺激（粗さ刺激）と，静電気吸着力によって発生する摩擦刺激を同時に生成することが可能という特長を有しており，このような触感ディスプレイは世界でわれわれだけが開発・使用しているものである．
年度中盤から後半にかけては，粗さ刺激と摩擦刺激を併用することにより，テクスチャの提示能力が向上することを複数種類の心理物理実験および心理実験によって確認した．テクスチャとしては，グレーティング・スケールと呼ばれる心理物理学実験で頻繁に用いられる触覚テクスチャ刺激を仮想刺激として再現したものを用いた．
まず，テクスチャの本物らしさ（リアリズム）が向上することを確認した．従来の触感ディスプレイよりも本物らしさの観点から性能が向上していることの証拠を示した．粗さ刺激もしくは摩擦刺激のいずれか一方のみを用いる従来の手法よりも，併用する手法によって本物らしさが有意に向上した．次に，テクスチャ弁別力が向上することを確認した．これは，微細な差がある２つのテクスチャを弁別することができるかという能力である．この結果，併用によって弁別能力は有意に変化しないことが明らかになった．加えて，テクスチャ認識能力を調査した．提示された仮想テクスチャが何であるかを認識する能力である．結果は，併用によって認識能力が有意に向上したが，その程度はわずかであった．以上のように，主に本物らしさの観点から，振動触刺激と摩擦刺激を併用する有効性を示すことができた．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナ禍および半導体不足などの状況にあって，被験者実験や装置製造プロセスの多くに制限があるが，利用可能な資源を最大限に活用し，当初の研究計画を進めている．振動触刺激と摩擦刺激の併用型によって優れた触感テクスチャを提示できることを被験者実験によって示すことは，重要なステージゲートと認識しており，それを達成することができた．
|
| Strategy for Future Research Activity |
グレーティング・スケールよりも複雑なテクスチャを提示可能にするため，触感提示アルゴリズムを改良する．指がテクスチャ表面に触れるときに生じる現象をコンタクトメカニクスおよびトライボロジー分野の知見によってモデル化する．このモデルによって，指の運動（触察運動）と摩擦刺激が物理的に矛盾しないようなモデルを構築する．このため，従来からわれわれが用いてきた接触力計測装置を活用する．このような物理モデルを用いても，微細なテクスチャによって発生する指とテクスチャ界面の現象をモデル化することは困難である．そこで，不足分を統計モデルによって補う．この統計モデルは，触刺激の周波数特性をモデル化することを狙っており，先の物理モデルと併用することで，テクスチャの提示能力を向上させようというものである．
物理モデルと統計モデルを統合した触感提示アルゴリズムの開発を行うとともに，その有効性を被験者実験を中心に示していく．
|
