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2011 Fiscal Year Annual Research Report

皮膚変形レベルでの質感解明:質感を際立たせる触覚テクスチャ合成法の確立

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative studies of neural mechanisms and advanced information technologies for perception of material and surface qualities
Project/Area Number 23135514
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

岡本 正吾  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10579064)

Keywordsハプティクス / 振動触覚刺激
Research Abstract

1)触感の素材らしさに対応する皮膚変形の基底を特定 布や紙などの十種類程度の素材(テクスチャ)をなぞった時に生じる皮膚変形の時系列データを近似的に計測した.この変形データの振幅スペクトラムから,触覚に関する機械受容器の周波数応答特性を考慮した特徴量ベクトルを生成した.これらのベクトルを固有ベクトル分解によって,直交基底へと分解した.これらの基底で定義される空間に,素材を配置した.この空間の中で,テクスチャを加工する手法を開発した.この手法を用いれば,テクスチャを素材の名称を用いて加工することできるようになる.例えば,テクスチャを「木材らしく」や,「布らしく」加工するなどと,特定の素材の性質を規範とすることが可能である.加工された仮想テクスチャは,振動を用いた触覚ディスプレイ(平成23年度に開発)を用いて,実験の被験者に提示された.その結果,予備実験のため,小数の例についてではあるが,テクスチャが特定の素材を規範に加工されることが明らかになり,手法の有効性が確認された.
2)テクスチャの情報圧縮技術の開発 触覚の知覚特性を陽に組み込んだ,テクスチャの非可逆情報圧縮技術を開発した.平成23年度は特に,テクスチャをなぞった時に生じる皮膚変形の時系列データ(先と同様に近似的に計測されたもの)を周波数空間で量子化する手法を開発した.圧縮の効果を,振動触覚ディスプレイを用いて検証した.その結果,この手法は,主観的品質を維持したまま,そのデータサイズを元の1/4程度に圧縮可能であることを確認した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度は当初の予定通り,実験装置の開発・改良および,核となるアイディアの実装と,小数サンプル(小数の例と小数の実験被験者)での予備実験による検証を行った.その結果,開発した実験装置を用いて,アイディアの有効性を確認することができた.この点において,交付申請書の研究目的を順調に遂行している.

Strategy for Future Research Activity

予備実験の結果の詳細な解析と,サンプルの追加による実験結果の統計的検証が必要である.次年度は,開発した手法を用いて,仮想テクスチャの質感をどの程度加工可能であるかを調査し,その有効性と制限を統計的根拠を伴って明らかにする.また,平成23年度に開発した振動所覚ディスプレイが摩擦により推力を発生させられない事例があることを発見したが,これの改良を行う計画である.

  • Research Products

    (6 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Lossy Data Compression of Vibrotactile Material-Like Textures2012

    • Author(s)
      Shogo Okamoto, Yoji Yamada
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Haptics

      Volume: (In press)

    • DOI

      10.1109/IROS.2011.6094708

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 触覚的テクスチャの材質感次元構成に関する研究動向2011

    • Author(s)
      永野光, 岡本正吾, 山田陽滋
    • Journal Title

      日本バーチャルリアリティ学会誌

      Volume: 12(3) Pages: 343-353

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spectrum-Based Vibrotactile Footstep-Display for Crinkle of Fragile Structures2011

    • Author(s)
      Shogo Okamoto, Shun Ishikawa, Hikaru Nagano, Yoji Yamada
    • Journal Title

      Proceedings of the 2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics

      Pages: 2459-2464

    • DOI

      10.1109/ROBIO.2011.6181674

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Objective Index that Substitutes for Subjective Quality of Vibrotactile Material-Like Textures2011

    • Author(s)
      Shogo Okamoto, Yoji Yamada
    • Journal Title

      Proceedings of the 2011 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      Pages: 3060-3067

    • DOI

      10.1109/IROS.2011.6094708

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 素材の触知覚を構成する5種の材質感次元2011

    • Author(s)
      岡本正吾, 永野光, 山田陽滋
    • Organizer
      第16回日本バーチャルリアリティ学会
    • Place of Presentation
      はこだて未来大学(北海道)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-21
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.mech.nagoya-u.ac.jp/asi/ja/member/shogo_okamoto/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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