2014 Fiscal Year Annual Research Report
テーブルトップディスプレイにおける視触覚インタラクション技術の研究
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26280069
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山本 晃生 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40313035)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ヒューマンインタフェース / ハプティクス / アクチュエータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，テーブルトップインタフェースを革新しうる二つの新技術，Multi-touch Surface Haptics技術とActive Tangible Interface技術を発展させ，その統合のための基盤技術を確立することをめざしている．
Multi-touch surface haptics技術に関しては，画面上に配置した力覚提示パッドの高速な位置検出が高度なレンダリングに不可欠であるとの認識から，組み込み式の位置検出センサを提案した．提案したセンサでは，hapticレンダリング用のセットアップをそのまま用い高周波数のセンシング信号を重畳することで，二つのパッドの位置を検出することが可能であった．また，信号処理を工夫することで，位置に加えて操作力も検出できる可能性を示した．今後，操作力検出技術を発展させることでレンダリングの高度化が期待できる．
また，反力だけでなく多様な触感も提示することをめざし，触感提示技術についての検討を行った．特に硬軟感提示に着目し，提示領域の多指への拡張といった基盤的研究を行い多指全体への硬軟感提示を実現した．そうした硬軟感提示技術をテーブルトップ上に配置するには装置の小型化が必須であることから，簡易な機構で実現しうる小型硬軟感提示デバイスを提案した．
Active Tangible Interface技術に関しては，平面2自由度駆動を行うための電極構造について検討を進めた．従来方式では，駆動面をx軸駆動とy軸駆動用に分割する面分割方式がとられてきたが，もう一つの可能性である層分割方式，すなわちx軸駆動とy軸駆動の電極を異なる層に形成して積層する方式について検討を行った．層分割方式でも2自由度駆動が行えることが確認されたが，現時点での性能比較では，面分割の方が有利であ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
本年度の目的としてMulti-touch surface haptics技術については，「レンダリング理論高度化」「高速位置検出」「触力覚提示多様化」の３点を掲げた．このうち，高速位置検出については目的を達成し，さらには操作力を検出できる可能性まで見いだした．操作力検出はレンダリングの高度化に直結することから，当初の目標とは少し形態は異なるが，レンダリング理論高度化に関しても端緒が開けたといえる．また，触力覚提示多様化については，硬軟感提示をテーブルトップ上で実現する方式を提案しており，当初の目的を達成している．
一方の，Active Tangible Interface技術については，当初計画では駆動方式の検討を主要目的として挙げていたが，研究を遂行する中で，従来駆動が困難と考えてきた層分割方式による2自由度駆動の可能性が新たに見いだされたことから，その特性評価に注力した．当初の計画とは少し違った形に研究が発展しているが，全体の目的から考えると着実に研究が進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も，Multi-touch surface hapticsとActive tangible interfaceの両技術の高度化を進めるとともに，両者を統合する可能性を探っていく方針である．
具体的にMulti-touch surface hapticsに関しては，本年度に開発した高速位置検出センサにおける操作力検出技術を確立し，それを用いて力覚レンダリングの高度化を行う予定である．また，提案している小型硬軟感提示デバイスをベースとして，硬軟感提示を本システムの中に統合する手法を検討したい．
Active tangible interfaceについては，駆動方式や電極構成についての検討を引き続き進めるとともに，動作安定性向上のために，本システムの旧来からの課題である摩擦力低減機構の検討を進めたい．
最終的には，両技術の統合可能性を確認するため，Active tangible interface上でのmulti-touch力覚提示を試み，その課題や発展可能性を確認したいと考えている．
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| Causes of Carryover |
購入を計画していたアクチュエータ材料の一部について，納期が長く年度内納品が難しかったことから購入を取りやめ，翌年に繰り越した．また，２７年度に研究スペースの逼迫が予想され，研究遂行のためには当初予定よりも多くの借室料が必要となることが見込まれたことから，２６年度の未使用分を翌年度に繰り越すこととした．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
計画したアクチュエータ材料を購入し研究を進めるとともに，研究スペース確保のための借室料に充当する．
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