身体動作再現のための体表面への力学的刺激による行動誘発

• 研究課題/領域番号: 15H05315
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 牧野 泰才 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (00518714)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 21,580千円 (直接経費: 16,600千円、間接経費: 4,980千円); 2017年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2016年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2015年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: 触覚ディスプレイ / 身体性 / 行動予測 / 身体動作予測 / 触覚フィードバック / 触覚提示 / 行動誘導 / ハプティクス / ユーザインタフェース

研究成果の概要

本研究では，皮膚表面に対して外部から刺激を与え特定の行動を誘導する方法を提案し，その性能を検証した．主に二種類の方法でこれを実現した．一つは前腕の皮膚にせん断変形を提示することで，肘関節の屈曲運動を誘発するという方法であり，もう一つはジャイロ効果を利用し，回転円盤を手首に固定した状態で手を振ることで手首の旋回運動を誘発するという方法である．
これら手法を実装していく中で，歩行のような人が無自覚的に行っている動作については，外部からの刺激に対してロバストに行動を継続してしまう傾向が見られた．そこで，適切なタイミングで刺激を提示できるよう，人の動作をリアルタイム予測するシステムも開発した．

研究成果

• [学会発表] Body Motion Estimation by Machine Learning (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasutoshi Makino, Yuuki Horiuchi, and Hiroyuki Shinoda
  • 学会等名: IDW '17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Computational foresight: realtime forecast of human body motion (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Horiuchi, Yasutoshi Makino, and Hiroyuki Shinoda
  • 学会等名: SIGGRAPH Asia 2017 Emerging Technologies (Demo)
  • 国際学会
• [学会発表] Computational Foresight: Forecasting Human Body Motion in Real-time for Reducing Delays in Interactive System (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Horiuchi, Yasutoshi Makino, and Hiroyuki Shinoda
  • 学会等名: Interactive Surfaces and Spaces (ISS ’17) (Work in Progress)
  • 国際学会
• [学会発表] Real-time control operation support of unstable system by visual feedback (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Ichiyama, Atsushi Matsubayashi, Yasutoshi Makino, Hiroyuki Shinoda
  • 学会等名: IEEE VR (Poster)
  • 国際学会
• [学会発表] Rubber hand illusion using invisible tactile stimulus (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Horiuchi, Kentaro Yoshida, Yasutoshi Makino, and Hiroyuki Shinoda
  • 学会等名: IEEE World Haptics Conference (WHC) 2017 (Poster)
  • 国際学会
• [学会発表] 触覚による不安定システムの制御動作支援 (2017)
  • 著者名/発表者名: 一山 智弘, 吉田 健太郎, 堀内 悠生, 牧野 泰才, 篠田 裕之
  • 学会等名: 第18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
• [学会発表] 機械学習を用いた 3 次元骨格情報を用いた運動の予測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀内 悠生, 牧野 泰才, 篠田 裕之
  • 学会等名: 第18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
• [学会発表] ニューラルネットワークを用いた身体動作履歴に基づく身体運動の予測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀内 悠生, 牧野 泰才, 篠田 裕之
  • 学会等名: 第22回バーチャルリアリティ学会大会
• [学会発表] 触覚フィードバックによる不安定システムの制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 一山智弘, 牧野 泰才, 篠田 裕之
  • 学会等名: 第22回バーチャルリアリティ学会大会
• [学会発表] ニューラルネットワークを用いた身体動作履歴に基づく重心座標の予測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀内 悠生, 牧野 泰才, 篠田 裕之
  • 学会等名: 第34回センシングフォーラム
• [学会発表] ニューラルネットワークを用いた連続画像に基づく指先押下力の推定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井川 翔太, 牧野 泰才, 篠田 裕之
  • 学会等名: 第34回センシングフォーラム
• [学会発表] 触覚フィードバックによる倒立振子の手動安定化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 一山智弘, 牧野泰才, 篠田裕之
  • 学会等名: 第34回センシングフォーラム
• [学会発表] ジャイロ効果による歩行時の進行方向誘導を目的とした足への力覚提示 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮原 寛和, 牧野 泰才, 篠田 裕之
  • 学会等名: 第17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
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-12-15
• [学会発表] Inducing Wrist Twist during Arm Swing by using Gyro Effect (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Miyahara, Yasutoshi Makino, and Hiroyuki Shinoda
  • 学会等名: AsiaHaptics 2016
  • 発表場所: 柏の葉カンファレンスセンター
  • 年月日: 2016-11-29
• [学会発表] Rubber hand illusion using tactile projector (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Horiuchi, Kazunori Odani, Yasutoshi Makino, and Hiroyuki Shinoda
  • 学会等名: AsiaHaptics 2016
  • 発表場所: 柏の葉カンファレンスセンター
  • 年月日: 2016-11-29
• [学会発表] Motion Guidance to Target Surface Using Airborne Ultrasound (2016)
  • 著者名/発表者名: Azuma Yoshimoto, Keisuke Hasegawa, Yasutoshi Makino, Hiroyuki Shinoda
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2016
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] 牽引錯覚刺激による立体映像内ハンドヘルドスクリーンの姿勢誘導 (2016)
  • 著者名/発表者名: 牧野 泰才, 永尾 友宏, 古山 佳和, 篠田 裕之
  • 学会等名: 第21回日本バーチャルリアリティ学会大会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] ジャイロ効果による歩行時の足首回転制御に基づく進行方向誘導 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮原 寛和, 牧野 泰才, 篠田 裕之
  • 学会等名: 第21回日本バーチャルリアリティ学会大会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 触覚プロジェクタを用いたラバーハンドイリュージョン (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀内 悠生, 尾谷 和則, 篠田 裕之, 牧野 泰才
  • 学会等名: 第21回日本バーチャルリアリティ学会大会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] X-SectionScope: Cross-Section Projection in Light Field Clone Image (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Furuyama, Atsushi Matsubayashi, Yasutoshi Makino, Hiroyuki Shinoda
  • 学会等名: SIGGRAPH 2016, Emerging Technologies
  • 発表場所: Anaheim, USA
  • 年月日: 2016-07-24
  • 国際学会
• [学会発表] 視覚情報に基づく行動判断における触覚刺激付与の効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 牧野泰才、四方紘太郎、篠田裕之
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-06-08
• [学会発表] ジャイロ効果による歩行時の進行方向誘導 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮原 寛和, 牧野 泰才, 篠田 裕之
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-06-08
• [学会発表] 空中超音波による目標点への動作誘導 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉本 東天, 長谷川 圭介, 牧野 泰才, 篠田 裕之
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-06-08
• [学会発表] HaptoClone (Haptic-Optical Clone) for Mutual Tele-Environment by Real-time 3D Image Transfer with Midair Force Feedback (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasutoshi Makino, Yoshikazu Furuyama, Seki Inoue, Hiroyuki Shinoda
  • 学会等名: CHI 2016
  • 発表場所: San Jose, USA
  • 年月日: 2016-05-07
  • 国際学会
• [学会発表] ジャイロ効果による四肢運動時の行動誘導を目的としたウェアラブルデバイス (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮原 寛和, 牧野 泰才, 篠田 裕之
  • 学会等名: 第16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
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-12-14
• [学会発表] ジャイロ効果による運動時の四肢の行動誘導 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮原 寛和, 牧野 泰才, 篠田 裕之
  • 学会等名: 第20回日本バーチャルリアリティ学会
  • 発表場所: 芝浦工業大学
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] Inducing Elbow Joint Flexion by Shear Deformation of Arm Skin (2015)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Shikata, Yasutoshi Makino, Hiroyuki Shinoda
  • 学会等名: World Haptics Conference, WIP-30 (Work-in-Progress Papers)
  • 発表場所: Evanston, USA
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] Skin Strain Inducing Elbow Joint Flexion (2015)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Shikata, Yasutoshi Makino, Hiroyuki Shinoda
  • 学会等名: World Haptics Conference, D-30 (Demo Presentation)
  • 発表場所: Evanston, USA
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会
• [備考] 機械学習を用いた0.5秒後の運動のリアルタイム推定
  • URL: http://www.hapis.k.u-tokyo.ac.jp/?portfolio=computational-foresight