Study on physical factors of visual, auditory and tactile sensations that determine confortness/discomfortness of active touch

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K12024
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 61060:Kansei informatics-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Akiyama Yoko 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50452470)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 触覚 / アクティブタッチ / なぞり動作 / 加速度センサ / 快・不快 / 主成分分析 / 周波数解析 / 機械学習

Outline of Final Research Achievements

We examined whether tactile sensation could be estimated using　acceleration data alone, by placing an accelerometer at the fingertips of subjects and having them touch a tactile object, and then performing machine learning based on short-time Fourier transform data of the time variation of acceleration of their tracing motions. The results showed the possibility of discriminating six sensory evaluation items (rough and smooth, friction, dry and wet, hard and soft, warm and cold, and pleasant and unpleasant) into seven levels using machine learning, based on the tactile movements based on the interaction between the material and the finger. Next, the possibility of estimating tactile sensation using the power spectra obtained by placing acceleration sensors on human fingertips and machine probes was examined. The results suggested that acceleration data from the human fingertip could estimate tactile sensation with higher accuracy than that from the machine probe.

Free Research Field

感性工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学術的意義は、これまでの触感の測定が、それぞれの触対象や触感の官能評価項目に依存して異なる物理特性を測定する必要があったのに対し、本研究の成果により、アクティブタッチを加速度センサによって計測し、周波数解析することで測定できる可能性が示されたことである。さらに、快不快という高次な情動も、物理的な手指の振動によって推定できる可能性が示されたことである。
社会的意義は、触感を遠隔伝達するために、加速度センサにより指先の振動の情報を数値化することが有効である可能性が示されたことである。また、加速度センサの指先への設置のみで触感が推定できたことは、官能評価を自動化できる可能性を示唆している。