2021 Fiscal Year Research-status Report

高触感を生み出す皮膚への機械刺激様式の解明とデザイニングマップの構築

Research Project

Project/Area Number	21K19792
Research Institution	Nagoya Institute of Technology
Principal Investigator	田中由浩名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90432286)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	金山範明国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (90719543) 佐野明人名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80196295)
Project Period (FY)	2021-07-09 – 2024-03-31
Keywords	心地よさ / 触覚 / 後効果 / 錯覚 / 脳計測 / 圧力 / 振動 / 温度
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、触覚を皮膚と対象との力学的現象を人が認識した結果と捉え、レザーのようなソフトな高触感を生み出す知覚モデルの構築を目的とする。刺激の時間変化による後効果や多点刺激の知覚の空間的統合が、皮膚と対象との境界面の知覚を曖昧にし、心地よさを感じさせる、という仮説を検証する。本年度は、多種の機械刺激（圧力、振動、温度）について、心理物理学的アプローチで、後効果や空間的統合による境界を曖昧にする条件および心地よさとの関係について基礎的検討を行った。具体的には凹凸形状、振動子、ペルチェ素子を用いて指先や手のひら、前腕に、圧力、振動、温度の刺激を入力した。圧力については、複数の曲率を有するプレートを試作し、後効果が起こりやすい形状および手のひらの接触の仕方を検討した。手指の横方向より長手方向に曲率がある方が後効果が生じやすい傾向にあった。振動については強度と周波数、および2点離れた位置への刺激について検討を行なった。さらに、多様な刺激の時間変化を検討するため、摩擦力および振動を時間変化も含めて独立に制御して与えられる装置を組み立て、刺激提示に関する基本的な性能の確認を行った。また、脳科学的アプローとして、fMRIによる脳活動計測を目標としており、fMRIで使用できる刺激提示の方法について検討を行った。具体的には、刺激を回転できるドラムに設置し、これを回すことで被験者に触らせる方式や空気圧アクチュエータを使用し圧力や振動を提示する方式などを検討した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 圧力、振動、温度について、刺激の提示装置も開発し、後効果など対象との境界面が曖昧になる条件および心地よさとの関係について検討が進められている。一方、条件が多く代表的な設計パラメータの選定が必要であり、fMRI用の実験装置の試作はやや遅れている。
Strategy for Future Research Activity	圧力、振動、温度について、後効果や境界面の曖昧さ、心地よさを与える条件を整理し、代表的な設計パラメータを選定する。これを基に、fMRI用の実験装置を組み立て、実験プロトコルを具体化する。
Causes of Carryover	fMRI用の実験装置試作のための物品費の多くを次年度に計上するため、次年度使用額が生じた。