2021 Fiscal Year Annual Research Report
Embedding Expressive Functions into Soft Objects and Designing Interactions Based on EHD Fluid Control
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21H04882
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
筧 康明 東京大学, 大学院情報学環・学際情報学府, 教授 (40500202)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 真吾 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40424808)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| Keywords | Electrohydrodynamics / 流体制御 / マテリアルインタラクション / フィジカルディスプレイ / ソフトアクチュエータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
EHDのヒューマンインタフェース応用に向けて、電極間距離のみならず電極対間距離を考慮し体積密度当たりの発生力を最大化するための設計指針を検討した。また、安全性の観点からEHDの低駆動電圧動作に向けた議論を行い、ファブリケーション手法や電極素材に関する検討を進めた。次年度以降、引き続き検討を継続する。
液体を用いたインタフェースのプロトタイピング参入障壁を下げることを目的として、液体の流れを簡単に生成し、プログラムによって制御できるモジュールキットHydroModを提案・実装した。これは手のひらサイズの無線小型モジュールで構成されており、EHDによる液体の流れを発生させることができる。さらに、ユーザはモジュールを組み替えるだけで、流路を構成・制御することができる。本装置を用いて複数のEHD回路の連動による流路の切替えなど、機械的部品を用いずに複雑な流体の挙動を制御する手法についても基礎的な検討を行った。またウェアラブル機器やソフトアクチュエータ、実体ディスプレイへの応用提案を行なった。
同じくEHDの試作および、形状多様性の向上に寄与する成果として、レーザーカッタやカッティングプロッタで任意の形や穴を切り出した板とEHDポンプとして機能する電極を層状に積層させ接着・密封することで、短時間で所望の位置に立体的なポンプを内蔵するオブジェクトを試作できるLayerPumpの研究を行った。実装した装置について出力圧力や流量について評価を実施し論文にまとめた。
流路自体にセンシング機能を付与するために、EHD流体へ外部圧力を加えた際に、櫛型電極間に生じる微小電流の変化を取得し、圧力センサとして利用する手法提案および基礎検討を行い、実現の見通しを得た。
EHDポンプで媒体として用いられる液体に対して、色や温度変化、匂いなどの特徴・機能を付与するために、素材についての調査・検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
CHI2022へのFull Paperの採択、日本バーチャルリアリティ学会の論文採択・論文賞受賞など、対外的な成果も順調に出ている。また、試作を行うためのプロトタイピングツールの基盤ができたため、今後の更なる実験や実装の加速が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り順調に進んでおり、前田グループとのより深い連携を取りながら研究を進めていく。
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