2014 Fiscal Year Research-status Report
身体に触覚インタフェースを重畳する双方向多重化伝送の実現
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25870394
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
吉元 俊輔 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00646755)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 触覚ディスプレイ / 触覚センサ / 電気刺激 / 多重化 / 質感変調 / 生体電気 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，人の触に関わる動作や操作を記録・推定し，状況に応じて触覚提示を行うことで感覚を補う触覚拡張現実感システムを医療や産業分野で利用可能とするために，使用者に装着感を感じさせないほど小型で単純な機構の触覚インタフェースを実現することを目的としている．
H26年度は，①触覚情報を電気的に計測するセンシング手法の改良，②電気触覚ディスプレイの改良，③高品質な触覚提示方法の開発に取り組んだ．
①では，これまで接触力のみの計測が可能であった手法を発展させ，物体における接触位置を推定可能な技術を開発した．提案手法では，対象物間に電圧を印加し，複数の電極により取得された電位と導電体の電位分布モデルによる推定電位から逆問題を解くことで，接触力とその部位を推定する．導電シートと金属の接触を例に評価を行ったところ，接触位置を推定可能であることが確認された．②では，これまで開発してきた電気触覚提示装置を改良し，装置の小型化，通信の無線化，接触状態の安定した電極の作製に成功した．電極部は弾性率の高い導電性シリコンで生成され，指と密着した状態を保つことで安定した刺激提示を可能とした．③では，上記で開発した電気触覚提示装置を利用し，電気触覚刺激により指で触れた対象物の質感を電気触覚刺激により変化させることのできるシステムを構築してその知覚特性を評価した．その結果，いくつかの素材の粗さ感覚を電気刺激により制御することが可能であり，実物の触感と電気刺激を組み合わせることで高品質な質感を提示できることが示唆された．
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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
本研究は，使用者に装着感を感じさせないほど小型で単純な触覚インタフェースを実現することを目的とし，人が物体に触れた情報を電気インピーダンス計測に基づいて推定する触覚情報の電気的センシング方法の開発，高品質な触覚を重畳提示可能な電気刺激手法の確立，触覚センサと提示装置の多重化に取り組むものである．現在までに，触覚情報の電気的センシング方法の開発，電気触覚ディスプレイの開発，高品質な触覚を重畳提示可能な刺激手法の開発，センサとディスプレイの信号を多重化するシステムの基本設計を得ることができている．一方で，高品質な触覚を提示するための電気刺激の安定化に関しては予定していた回路としての改良ではなく，電極部の改良により代替した．今後は，触覚センサと提示装置の統合による応用システムの開発と評価を行う予定である．以上から概ね順調であると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は触覚センサと提示装置を組み合わせた応用システムの開発に取り組む．具体的には，手指の操作状態を触覚センサの情報に基づき認識し，人の運動や道具の操作を支援するための触覚情報をフィードバック可能な触覚拡張現実感システムの構築と評価に取り組む．
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| Causes of Carryover |
電気刺激回路の改良において，刺激量のフィードバック制御の実装を予定していたが，電極部の改良に代替したため電子部品等の購入に変更が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は開発した計測・提示装置を用いた触覚拡張現実感システムの構築とその評価を行う．そのために必要な実験資材の準備，評価に利用するカメラなどの計測機器が主な支出内容である．また，研究成果を国内外の学会で発表するための予算についても計上している．
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