| Project/Area Number |
10J04195
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Intelligent mechanics/Mechanical systems
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
土見 大介 東北大学, 大学院・医工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2010 – 2011
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2010)
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| Budget Amount *help |
¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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| Keywords | 触覚センサ / 触覚ディスプレイ / 粗さ感 / 硬軟感 / バイモルフ / ヤング率 / 剛性 / 周波数特性 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、ヒトが触覚を用いて対象物の性状を認識する際にヒトの指先に加わる刺激の種類やその強度と、その刺激を受けたときにヒトが感じる触感との関係性を明らかにし、従来研究より複雑かつ高度な触覚感性量の評価を高精度に行う触覚感性計測用センサシステムを開発することである。
本年度は、まず始めにヤング率ならびに厚さの異なる22種類の硬軟感評価対象物を、シリコーンゴムを用いて製作した。製作した評価対象物を用いてヒトの硬軟感知覚に対して評価対象物のヤング率や厚さがどのように影響するかを調査した。その結果、ヒトはヤング率が高い評価対象物ほど硬いと評価し、同様に厚さが薄いサンプルほど硬いと判断した。これらのことから、評価対象物の剛性が硬軟感評価の指標となり得るという結論を得た。また、指と評価対象物の接触面積を制限して同様の実験を行った結果、ヒトの硬軟感の評価精度が低下したことから、指と評価対象物の接触面積も硬軟感評価に影響を与えているとの結論を得た。
続いて、指先に垂直振動刺激を提示し、呈示した刺激の周波数や振幅と、刺激によって誘起される粗さ感の大きさや感じられ方の違いを調査した。まず始めに、バイモルフ素子およびアンプ回路を用いて振動刺激呈示装置を製作した。続いて、パソコンを用いて製作した刺激信号を振動刺激呈示装置に入力し、ヒトの指先に様々な特性を持った振動刺激を呈示し、そのときに誘起される粗さ感との関連性を調査する実験を行った。その結果、振動刺激の振動周波数にはヒトが粗いと知覚しやすい周波数帯域が存在することが明らかになったと共に、振動周波数を変化させることにより粗さ以外の感覚も誘起させることが可能であることが明らかになった。
これらの成果は、触感センサや触覚ディスプレイの開発を行う際の基本となる大変有用なものである。
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