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運動錯覚による身体変容を利用したVR空間における自由な把持・接触物体提示の実現

Research Project

Project/Area Number 22KJ1370
Project/Area Number (Other) 22J21190 (2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022)
Section国内
Review Section Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

牛山 奎悟  電気通信大学, 情報理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords運動錯覚 / 自己受容感覚 / 触覚 / 力触覚
Outline of Research at the Start

本研究では,バーチャルリアリティ(VR)空間において,物理的にオブジェクトを変化させるのではなく,身体への刺激によって把持・接触物体の知覚を変調する手法を開発し,自由なVR環境とのインタラクションを目指す.そのために,従来では「身体」への影響にフォーカスしていた運動錯覚の解釈を身体触れている「環境」にまで広げ,その応用方法を調査する.

Outline of Annual Research Achievements

2023年度に実施した研究成果は、大きく被験者実験実施、国際学会および国内学会での発表および受賞の二点にまとめられる。本研究は、腱振動による運動錯覚を用いることで、身体だけではなく把持している物体の知覚も変調し物理的制約にとらわれない自由なVR体験を目指すものである。昨年度までに、運動錯覚現象の増強や物体の知覚を変化させるための刺激条件を探索し、特に重さ知覚を”増加”可能であることを見出した。当該年度では、重さ知覚を”減少”させることができるかを改善した実験条件によって実験を実施した。その実験結果により、減少させられる可能性を示し、国際学会にてポスター発表を行った。国際学会での議論は追実験の設計に役立っている。以上の成果は、運動錯覚が物体の知覚も変調可能であることを示し、応用範囲を拡大することに貢献可能である。

また、錯覚が帰属する対象 (身体もしくは把持している物体や接触している地面) が変化する条件を探索している際に、腱振動を足首の拮抗筋に対して交互に1から10 Hzで刺激すると、身体もしくは地面が揺れている錯覚を生起可能であることを発見し国際学会にて発表を行った。実験結果より、身体動揺の周波数が高くなっていくと身体由来ではなく環境が揺れていると認識するようになることを示した。これは、運動錯覚の「図と地」(知覚している運動感覚が「何」によって生じたと認識するのか) を理解していく上で重要な情報である。

さらに、足裏電気触覚刺激装置を開発し国際学会で発表した。これは足全体に分布的な電気触覚提示をするためのものであり、足裏の圧力情報を疑似的に提示することが可能である。この足への電気刺激と上記した足首への腱振動とを組み合わせることで、錯覚が増強されることが期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

- 当初の想定では、重さや硬さ、長さなど様々なパラメータを運動錯覚によって変える手法を開発する予定であった。しかし、運動錯覚を運動中に提示する手法や心理物理実験の設計に時間がかかり、予定より進捗状況が遅れていると考える。

Strategy for Future Research Activity

想定より進捗状況が遅れているが、少なくとも重さ知覚は安定して変調可能であることを見出した。また、他の運動錯覚が有効に機能する他の特性についても調査し実験を行う予定である。最終的に、変調可能な感覚を用いて、予定通りに刺激手法を統合し、VR体験などで応用を実装し、その実用性について評価する予定である。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] シカゴ大学(米国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Wearable Haptic Transducer using Magnetic Flux Leakage of the Repulsive Magnets Configuration2023

    • Author(s)
      真鍋 光希、牛山 奎悟、髙橋 哲史、梶本 裕之
    • Journal Title

      Transactions of the Virtual Reality Society of Japan

      Volume: 28 Issue: 4 Pages: 361-370

    • DOI

      10.18974/tvrsj.28.4_361

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] FeetThrough: Electrotactile Foot Interface that Preserves Real-World Sensations2023

    • Author(s)
      Ushiyama Keigo、Lopes Pedro
    • Journal Title

      UIST: User Interface Software and Technology

      Volume: 10 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1145/3586183.3606808

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preliminary Investigation of Presenting Force Sensation by Electrical Stimulation to the Proximal Phalanx of the Finger2022

    • Author(s)
      牛山 奎悟, 髙橋 哲史, 梶本 裕之
    • Journal Title

      Transactions of the Virtual Reality Society of Japan

      Volume: 27 Issue: 3 Pages: 163-166

    • DOI

      10.18974/tvrsj.27.3_163

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • Year and Date
      2022-09-30
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Increasing Perceived Weight and Resistance by Applying Vibration to Tendons During Active Arm Movements2022

    • Author(s)
      Ushiyama, K., Takahashi, A., Kajimoto, H.
    • Journal Title

      Haptics: Science, Technology, Applications

      Volume: 13235 Pages: 93-100

    • DOI

      10.1007/978-3-031-06249-0_11

    • ISBN
      9783031062483, 9783031062490
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Can the Sense of Heaviness Be Altered to Feel Lighter through Tendon Vibration?2024

    • Author(s)
      Keigo Ushiyama
    • Organizer
      IEEE Haptics Symposium 2024, WIP
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ALCool: Utilizing Alcohol’s Evaporative Cooling for Ubiquitous Cold Sensation Feedback2024

    • Author(s)
      Takumi Hamazaki
    • Organizer
      ACM CHI
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Utilizing Absence of Pacinian Corpuscles in the Forehead for Amplitude-Modulated Tactile Presentation2024

    • Author(s)
      Yuma Akiba
    • Organizer
      Eurohaptics
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Manipulation of Body Sway Interpretation through Kinesthetic Illusion Induced by Ankles Vibration2023

    • Author(s)
      Eifu Narita
    • Organizer
      IEEE World Haptics Conference
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 日常生活での利用を目的としたバッグ組み込み型の振動と圧覚提示可能な触覚デバイスの開発2023

    • Author(s)
      牛山奎悟
    • Organizer
      第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Increasing Perceived Weight and Resistance by Applying Vibration to Tendons During Active Arm Movements2022

    • Author(s)
      Keigo Ushiyama
    • Organizer
      Eurohaptics
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 牛山 奎悟 | Keigo Ushiyama Publications

    • URL

      https://sites.google.com/view/k-ushiyama/publications

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Remarks] https://sites.google.com/view/k-ushiyama

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 力覚提示装置、力覚提示システム、及び力覚提示方法2022

    • Inventor(s)
      梶本裕之 中山翔太 真鍋光希 牛山奎悟 宮上昌大 高橋哲史
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人科学技術振興機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Acquisition Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-28   Modified: 2024-12-25  

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