2020 Fiscal Year Annual Research Report
能動触時の触感覚向上機能の実現とVR触診訓練システムの開発
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20H04227
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
遠藤 孝浩 京都大学, 工学研究科, 准教授 (70432185)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 触力覚 / 触感覚向上 / 確率共鳴 / 技能訓練 / バーチャルリアリティ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
触診手技をはじめ、手指を動かし対象を触ることでそれを知覚する能動触を行う技能は多い。ここで手指の触知覚能力を向上できれば、能動触の効果を大いに高める可能性がある。しかし、しこりの有無を調べる際に用いる硬軟感の差異に対する触知覚をはじめ、複数指を用いた能動触で必須となる触知覚に対する知覚向上機能は明らかでない。本研究では確率共鳴現象を応用し、ノイズと複数指先での触知覚向上の関係性を明らかにすることで、能動触時における複数指先の触感覚向上機能を実現することを目指す。さらにその触感覚向上機能を利用し、学習者が訓練支援用の触覚情報を感度良く得ることができるVR触診訓練システムを構築することを目的としている。本年度は、複数指先の触感覚向上のための最適ノイズ提示法の解明とその機能の実現について研究開発を行った。
確率共鳴現象を用いた指先触知覚向上では、指先に与えられた触刺激にノイズが重畳することで、その触刺激を高感度に知覚できる。例えば、拇指と示指の２本指を用いて物体の柔軟感を知覚する場合は、拇指と示指の２本の指先に適切なノイズが伝搬できれば、その知覚の向上が期待できる。そこで、拇指と示指の指先に十分なノイズが伝搬できるよう、両指付け根の甲側中心部に、ノイズを生成する振動子を配置した。そして、様々な強度のノイズを与え、両指を用いた柔軟感知覚感度が良くなる最適ノイズ強度を決定した。実験により、提案ノイズ提示手法により、拇指と示指の２本指を用いた物体の柔軟感知覚を高感度化できることが分かった。なお本手法は拇指と示指に限定されるものではなく、任意の複数指先の触感覚向上機能へ拡張できると考えている。さらにこれとは別に、複数振動子を用いることで確率共鳴の効果をブースト化できることも検討した。また、得られた研究成果をまとめ、学会発表等を行い成果の普及に努めた。
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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
本研究の目的は、確率共鳴現象を応用し、ノイズと複数指先での触知覚の関係性を明らかにすることで、能動触時における複数指先の触感覚向上機能を実現すること、さらにその触感覚向上機能を利用し、学習者が訓練支援用の触覚情報を感度良く得ることができるVR触診訓練システムを構築することである。特に、交付申請書における本年度の目標は、複数指先の触感覚向上のための最適ノイズ提示法を解明し、その機能を実現することとした。現在までに、拇指と示指の２本指を用いた物体柔軟感知覚の高感度化を実現するノイズ提示法を実現した。また被験者実験を通して、その有効性を確認した。なおこれとは別に、複数振動子を用いることで確率共鳴の効果をブースト化できることも検討できた。このため、現在までの進捗状況は、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策として、指先における力の差（力の変化）の検知能力を高めるためのノイズ提示法の解明、しこり感および訓練支援用力情報を提示可能なVR触診訓練に関する環境の開発構築を行う。
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