多様な感触を提示する触覚提示ディスプレイ併用型タッチパネルディスプレイの研究

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K11928
• Research Institution: Yuge National College of Maritime Technology
• Principal Investigator: 長井 弘志 弓削商船高等専門学校, 電子機械工学科, 准教授 (70453206)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 触覚提示 / マルチモーダル / タッチパネル

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，液晶ディスプレイとタッチパネル，「すべすべ－ざらざら」や「硬い－柔らかい」などの多様な感触を提示する触覚提示ディスプレイを組み合わせることで，ソフトウェア上でボタンの位置・形状などを自由に設定できると同時に，ハードウェア上でボタンの位置・形状・感触を物理的に提示する多感触触覚提示ディスプレイ併用型タッチパネルディスプレイを開発し，その有効性を評価することである．
本研究では，装置の即応性・感触の表現力の高さと使用者の認識率・安全性の高さを考え，触覚・圧覚に触覚提示する方法とする．さらに，触覚・圧覚に関する感覚受容器は，30 [Hz] ～40 [Hz] の粗振動と刺激速度，刺激加速度の検出を行うと考えられており，ほぼ均一な粒形試料を用いて人の触感覚により粒子群を評価した場合は，粒径0.035 [mm] と0.1 [mm] ～0.15 [mm] が触感覚に何かしらの変化を与える閾値であることが先行研究で示されている．
そこで，本研究では，透明な触覚提示ディスプレイを開発するために，厚さ0.4 [mm] の透明アクリル板を使用し，縦20 [mm]，横20 [mm]，高さ2 [mm] の箱型の上面に直径0.1 [mm] の孔を複数あけた空気噴射型触覚提示ディスプレイの試作品を開発している．さらに，本研究では，小型エアコンプレッサからの空気の噴射間隔や噴射流量を周期30 [Hz] ～60 [Hz] のPWM変調で制御できる電磁バルブコントローラをマイコンで開発している．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の計画では，透明な空気噴射型触覚提示ディスプレイを開発する予定であった．しかし，遠隔授業用の教材の作成など，所属機関の新型コロナウイルスへの対応に手間を取られ，当初の計画通りの研究時間を確保することが困難であった．そのため，触覚提示ディスプレイ部の試作品と基本的な制御部は完成しているが，小型エアコンプレッサを含めた評価システムとしては，未完成である．

Strategy for Future Research Activity

当初の研究計画から約半年ほど遅らせて，研究を推進する．具体的には，今年度前半に空気噴射型触覚提示ディスプレイの開発を，今年度後半から開発した多感触触覚提示ディスプレイの評価および改良を行う．さらに，同時期からタッチパネルディスプレイへの統合を行うことで，全体の遅れを取り戻す．

Causes of Carryover

当初の計画では，透明な空気噴射型触覚提示ディスプレイを開発する予定であった．しかし，遠隔授業用の教材の作成など，所属機関の新型コロナウイルスへの対応に手間を取られ，当初の計画通りの研究時間を確保することが困難であった．
そこで，少しでも最新式である備品を購入したいと考え，直近で不要であったノートPCや流量計，電磁バルブ，真空ポンプ，タッチパネルディスプレイの購入を次年度以降に回すことにした．今年度は，前年度に未購入であった備品と今年度の購入予定の備品を購入する予定である．