Dexterous VR interaction and user body support through coordinated robotic physical props

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H03473
• 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: Tohoku University
• Principal Investigator: Takashima Kazuki 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (60533461)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 雄一 青山学院大学, 理工学部, 教授 (40359857) ; 藤田 和之 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (70835545)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: バーチャルリアリティ / ロボット群 / ヒューマンコンピュータインタラクション / 触覚提示 / リダイレクション / 人間工学

Outline of Final Research Achievements

This research aimed to solve the problems of arm fatigue and deterioration of input accuracy during aerial interactions in room-scale VR by using a variety of robotic props. Specifically, we developed technology to have a robot circle around a user wearing an HMD and provide physical support to the user when physical instructions or highly accurate input is required. We then applied this to multiple robots and developed technology to present various tactile sensations at multiple points in room-scale VR. Furthermore, we demonstrated that the advantages of a large robot-type device can be utilized to apply this technology to control the orientation of the body in room-scale VR. Through experiments, we clarified that in both cases, physical support for VR users reduces fatigue and improves the sense of realism.

Free Research Field

バーチャルリアリティ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

より柔軟な働き方を実現するためルームスケールVRは未来のオフィスとして期待されてきた．しかしながら，現在のVRやHMD(頭部搭載ディスプレイ）のセットアップはコンパクトである一方で人の身体を支えることができず，本来感じるはずの触覚がない，または人が動ける空間が狭すぎて広大なVR空間を直感的に移動できない，などかなり原始的な課題が残っていた．本研究では，それらを一つずつ解決を試みたものである．依然としてロボットは工作プロトタイプの域であるが，基本的な仕様や性能や効果を本研究で確認できたことは学術的意義はもとより，VRの社会実装に向けて重要な貢献を示せたと考える．