空気媒体による触・嗅覚提示を用いた非視覚型拡張現実感の基盤技術

• 研究課題/領域番号: 15H02741
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ヒューマンインタフェース・インタラクション
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 柳田 康幸 名城大学, 理工学部, 教授 (70230266)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: バーチャルリアリティ / 拡張現実感 / 触覚提示 / 嗅覚提示 / 風向知覚 / 渦輪 / 嗅覚ディスプレイ / 触覚ディスプレイ / ユーザインタフェース / 触覚 / 嗅覚 / ユーザインターフェース

研究成果の概要

ユーザーにデバイスを装着させることなく，触覚と嗅覚を通して刺激を与えるための空気制御技術について研究を行った．持続的もしくは時定数の大きい刺激を提供する風については人間の風向知覚特性を精密に計測し，系統的な知見を得た．瞬発的な刺激を提供する渦輪については渦輪の軌道安定性に着目し，主に開口部形状をパラメータとして実験を行ったところ，渦輪の射出速度と軌道安定性がトレードオフの関係にあることを見いだした．

研究成果の学術的意義や社会的意義

空気をメディアとして利用し，触覚と嗅覚による環境提示を行うための基礎技術を研究した．時定数の長い風による刺激に関しては，人間の風向判別能力を全方向にわたり調査し，正面と背面からに比べて側面からの風の方向がわかりにくいことを明らかにした．短時間の刺激を実現する，空気砲を用いた渦輪による刺激については，軌道安定性と渦輪速度がトレードオフの関係になることを明らかにし，さらなる検討の過程で，空気砲を多数の小開口で構成する新方式を発案した．

研究成果

• [雑誌論文] 頭部全周囲における詳細な風向知覚特性の測定と評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中野 拓哉、柳田 康幸
  • 雑誌名: 日本バーチャルリアリティ学会論文誌 巻: 24 号: 1 ページ: 53-59
  • DOI: 10.18974/tvrsj.24.1_53
  • NAID: 130007628867
  • ISSN: 1344-011X, 2423-9593
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Towards precise spatio-temporal control of scents and air for olfactory augmented reality (2019)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Yanagida, Takuya Nakano, and Kyuma Watanabe
  • 学会等名: 2019 ISOCS/IEEE International Symposium on Olfaction and Electronic Nose (ISOEN 2019)
  • 国際学会
• [学会発表] 香りプロジェクタのための空気砲開口部流速分布の積極的制御に関する検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 林崎智和，渡辺久馬，野間春生，柳田康幸
  • 学会等名: 日本バーチャルリアリティ学会第24回香り・味と生体情報研究会
• [学会発表] 香りプロジェクタ：渦輪による香り搬送 (2019)
  • 著者名/発表者名: 林崎智和，渡辺久馬，中野拓哉，柳田康幸
  • 学会等名: 第24回日本バーチャルリアリティ学会大会
• [学会発表] クラスタ方式空気砲における流速制御と射出される渦輪の挙動の検証 (2019)
  • 著者名/発表者名: 林崎智和，渡辺久馬，中野拓哉，野間春生，柳田康幸
  • 学会等名: 日本バーチャルリアリティ学会 第23回香り・味と生体情報研究会
• [学会発表] FraXer: Fragrance Mixer using Cluster Digital Vortex Air Cannon (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuma Sonoda, Koji Ohara, Sho Ooi, Kohei Matsumura, Yasuyuki Yanagida, and Haruo Noma
  • 学会等名: IEEE Virtual Reality 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 空気砲の射出速度と開口部形状が渦輪の軌道安定性に与える影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡辺久馬，青木亮裕，柳田康幸
  • 学会等名: 日本バーチャルリアリティ学会 第22回香り・味と生体情報研究会
• [学会発表] VR技術の現状と展望 (2018)
  • 著者名/発表者名: 柳田康幸
  • 学会等名: 第22回名城大学技術士会講演会
  • 招待講演
• [学会発表] VR空間における匂い表現の可能性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 柳田康幸
  • 学会等名: ソリッドレイ研究所 オメガスペースユーザー会2018
  • 招待講演
• [学会発表] 空気砲の軌道安定化へ向けた最適な開口部形状の実験的考察 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡辺久馬，柳田康幸
  • 学会等名: 第23回日本バーチャルリアリティ学会大会
• [学会発表] クラスタ方式空気砲の設計と評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 園田祐馬，大井翔，松村耕平，柳田康幸，野間春生
  • 学会等名: 第23回日本バーチャルリアリティ学会大会
• [学会発表] Stability of the Vortex Ring Trajectory by the Shape of the Aperture for Generating Scent Fields (2018)
  • 著者名/発表者名: Kyuma Watanabe and Yasuyuki Yanagida
  • 学会等名: Digital Olfaction Society Annual Meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Conditions Influencing Perception of Wind Direction by the Head (2017)
  • 著者名/発表者名: Takuya Nakano and Yasuyuki Yanagida
  • 学会等名: IEEE Virtual Reality 2017
  • 発表場所: Los Angeles, USA
  • 年月日: 2017-03-18
  • 国際学会
• [学会発表] 渦輪衝突による香り場生成へ向けた軌道安定性の検討－空気砲の開口部形状による軌道安定性への影響－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 大石大典，柳田康幸
  • 学会等名: 日本バーチャルリアリティ学会第19回香り・味と生体情報研究会
  • 発表場所: 福岡県福岡市
  • 年月日: 2017-03-06
• [学会発表] Towards spatial augmented reality by olfaction: spatio-temporal control of scented air (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Yanagida
  • 学会等名: 3rd World Congress of Digital Olfaction Society
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-12-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 性別による風向知覚特性への影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中野拓哉，柳田康幸
  • 学会等名: 電子情報通信学会マルチメディア・仮想環境基礎研究会
  • 発表場所: 北海道千歳市
  • 年月日: 2016-10-13
• [学会発表] Measurement of wind direction perception by the entire head (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuya Nakano and Yasuyuki Yanagida
  • 学会等名: IEEE Virutal Reality 2016
  • 発表場所: Greenville, SC, USA
  • 年月日: 2016-03-19
  • 国際学会
• [学会発表] 香りプロジェクタにおける開口部形状と香り搬送効率の関係－流体シミュレーションによる検証－ (2016)
  • 著者名/発表者名: 青木亮裕, 柳田康幸
  • 学会等名: 日本バーチャルリアリティ学会第17回香り・味と生体情報研究会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] 香りプロジェクタの搬送効率向上のための香り充填領域制御機構の設計と評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大石 大典，柳田 康幸
  • 学会等名: 日本バーチャルリアリティ学会第16回香り・味と生体情報研究会
  • 発表場所: 熊本県南小国町
  • 年月日: 2015-06-11
• [図書] 「空中ディスプレイの開発と応用展開」第Ⅲ編11章「匂いディスプレイ」 (2018)
  • 著者名/発表者名: 柳田康幸
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: CMC出版
  • ISBN: 9784781313351
• [図書] 「VR/AR技術の開発動向と最新応用事例」第4章第2節「香りプロジェクタによる香り場生成と嗅覚情報提示」 (2018)
  • 著者名/発表者名: 柳田康幸
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 技術情報協会
  • ISBN: 9784861046940
• [図書] 「狙いどおりの触覚・触感をつくる技術」第4章第2節6項「人間の風向知覚特性を考慮した風覚提示技術」 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中野拓哉，柳田康幸
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: サイエンス＆テクノロジー
  • ISBN: 9784864281621
• [備考] 名城大学通信vol.55
  • URL: https://www.meijo-u.ac.jp/about/pr/digital/meijo_report/vol55/