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非拘束インタラクションを実現する風力を用いた空中遭遇型力触覚提示に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H01780
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
研究機関筑波大学 (2019)
大阪大学 (2017-2018)

研究代表者

黒田 嘉宏  筑波大学, システム情報系, 教授 (30402837)

研究分担者 吉元 俊輔  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (00646755)
ラサミー ポチャラ  大阪大学, サイバーメディアセンター, 助教 (50772448)
清川 清  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (60358869)
大城 理  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90252832)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2019年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード力触覚 / 空中遭遇型 / UAV / インタラクション / 非拘束 / 非接地 / 遭遇型 / ドローン / 粗さ / 摩擦 / 風力 / 力覚提示 / 触覚提示 / 硬さ / バーチャルリアリティ / 人工現実感
研究成果の概要

本課題では、デバイスを身につける、あるいは手に持つ必要がなく、さらに作業空間の制限がない、非拘束インタラクションを実現するために(1)テクスチャの質感変調による空中触覚提示、(2)気流を利用した空中力覚提示の二つの機能について、手法を設計してシステムを実装し、計測実験や被験者実験により有効性を確認し、「風力を用いた空中遭遇型の力触覚提示法」を確立した。得られた成果は、先導的な研究として多数の文献から引用されるなど一定の成果を挙げることができたといえる。今後、視聴覚、さらには温覚や嗅覚情報の非接触提示と融合させ、高いリアリティのある空中遭遇型の力触覚提示の実現が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来、物の硬さや手触りなどの触感をシステムによって作り出してヒトに感じさせるためには、グローブを身につけたり、デバイスを手に持つ必要があり、また反力を感じさせるにはデバイスを机の上などに固定する必要がありました。本研究では、デバイスの装着や把持が必要なく、また作業空間の制限がなく、ヒトに物の硬さや手触りを感じさせるための非拘束インタラクションという概念を実現するため、ドローンの風力や振動刺激を高度に応用し、デバイスが必要なときにヒトに近づいてきて反力や触感を空中で感じさせる空中遭遇型の力触覚提示技術を確立しました。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書

研究成果

(39件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 12件) 図書 (1件) 備考 (6件)

  • [国際共同研究] University of California, Santa Barbara(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Kyung Hee University(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Ben-Gurion University of the Negev(Israel)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Kyung Hee University(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Tomographic Approach for Universal Tactile Imaging with Electromechanically Coupled Conductors2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto Shunsuke、Kuroda Yoshihiro、Oshiro Osamu
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS

      巻: 印刷中 ページ: 627-636

    • DOI

      10.1109/tie.2018.2879296

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電位の空間走査による筋断裂検知手法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      池本 尚生, 吉元 俊輔, 石塚 裕己, 池田 聖; 黒田 嘉宏, 大城 理
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 57(6) 号: 6 ページ: 215-223

    • DOI

      10.11239/jsmbe.57.215

    • NAID

      130007803781

    • ISSN
      1347-443X, 1881-4379
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Comparison of Adaptive View Techniques for Exploratory 3D Drone Teleoperation2019

    • 著者名/発表者名
      Thomason John, Photchara Ratsamee, Kiyoshi Kiyokawa, Jason Orlosky, Tomohiro Mashita, Yuki Uranishi, Haruo Takemura
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Interactive Intelligent Systems

      巻: 9(2-3)

    • DOI

      10.1145/3232232

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Force Rendering and Its Evaluation of a Friction-based Walking Sensation Display for a Seated User2018

    • 著者名/発表者名
      G. Kato, Y. Kuroda, K. Kiyokawa, H. Takemura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics

      巻: 24 ページ: 1506-1514

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PupilShutter:瞳孔収縮による注釈提示システム2018

    • 著者名/発表者名
      黒田嘉宏, 加藤拓実, 吉元俊輔, 大城理
    • 雑誌名

      ヒューマンインタフェース学会論文誌

      巻: 20 ページ: 221-227

    • NAID

      130006744232

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hemodynamic Sensing of 3-D Fingertip Force by Using Nonpulsatile and Pulsatile Signals in the Proximal Part2018

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshimoto, S. Hinatsu, Y. Kuroda, O. Oshiro
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems

      巻: 12 ページ: 1155-1164

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of Object Elasticity by Capturing Fingernail Images during Haptic Palpation2018

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshimoto, Y. Kuroda, O. Oshiro
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 11 ページ: 204-211

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Force Rendering and its Evaluation of a Friction-Based Walking Sensation Display for a Seated User2018

    • 著者名/発表者名
      G. Kato, Y. Kuroda, K. Kiyokawa, H. Takemura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics

      巻: 24(4) ページ: 1506-1514

    • DOI

      10.1109/tvcg.2018.2793641

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Psychophysical Evaluation of the HapSticks: A Novel Non-grounded Mechanism for Presenting Tool-mediated Vertical Forces2017

    • 著者名/発表者名
      G. Kato, Y. Kuroda, I. Nisky, K. Kiyokawa, H. Takemura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 印刷中 ページ: 338-349

    • DOI

      10.1109/toh.2016.2636824

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Non-grounded Haptic Display by Controlling Wind Direction2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuroda, K. Seki, K. Kiyokawa, H. Takemura
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 印刷中 ページ: 404-411

    • DOI

      10.1002/tee.22391

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] FrictionHaptics : Encountered-type Haptic Device for Tangential Friction Emulation2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Meguro, Photchara Ratsamee, Tomohiro Mashita, Yuki Uranishi, Haruo Takemura
    • 学会等名
      2019 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality Adjunct
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Wearable Skin Stretch Device for Lower Limbs: Investigation of Curvature Effect on Slip2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuya Omori , Yoshihiro Kuroda, Yoshimoto Yoshimoto, Osamu Oshiro
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-contact Cold Thermal Display by Controlling Low-temperature Air Flow Generated with Vortex Tube2019

    • 著者名/発表者名
      Jiayi Xu, Yoshihiro Kuroda, Yoshimoto Yoshimoto, Osamu Oshiro
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ドローンを用いた空中遭遇型ハプティックインタフェースにおける粗さ感覚提示時の振動による影響2019

    • 著者名/発表者名
      斎藤 悠太,磯山 直也,Photchara Ratsamee,酒田 信親,黒田 嘉宏,清川 清
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会 第59回 複合現実感研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] FrictionHaptics: 摩擦力提示のためのハプティックデバイス2019

    • 著者名/発表者名
      目黒 僚,Photchara Ratsamee,間下 以大,浦西 友樹,竹村 治雄
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会 第59回 複合現実感研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] andheld Haptic Interface with Pneumatic Endeffector for Elastic Contact2019

    • 著者名/発表者名
      Mao Sakaguchi, Yoshihiro Kuroda, Yoshimoto Yoshimoto, Hiroki Ishizuka, Osamu Oshiro
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Creating an immersive experience in a cooling world with a Non-Contact Cold Thermal Display using vortex tube2019

    • 著者名/発表者名
      Jiayi Xu, Yoshihiro Kuroda, Yoshimoto Yoshimoto, Osamu Oshiro
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hapleg: Wearable Skin Stretch Device for Navigation of Lower Limbs Movement2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuya Omori , Yoshihiro Kuroda, Yoshimoto Yoshimoto, Osamu Oshiro
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動作計測による顔の粘弾性シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      黒田嘉宏, 加藤弘樹, 谷川千尋, 吉元俊輔, 大城 理, 高田健治
    • 学会等名
      日本医用画像工学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 冷気の流速制御による非接触型冷覚提示2019

    • 著者名/発表者名
      Jiayi Xu, 黒田嘉宏, 吉元俊輔, 大城 理
    • 学会等名
      システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] せん断力を用いた下肢誘導装置における提示部の検討2019

    • 著者名/発表者名
      大森隆哉, 黒田嘉宏, 吉元俊輔, 大城 理
    • 学会等名
      システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] UHD: Unconstrained Haptic Display Using a Self-Localized Quadrotor2019

    • 著者名/発表者名
      P. Ratsamee, K. Yamaguchi, K. Kiyokawa, H. Takemura, S. Jeon, Y. Kuroda
    • 学会等名
      The 24th International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Drone Based Kinesthetic Haptic Interface for Virtual Reality Applications2018

    • 著者名/発表者名
      M. Abdullah, M. Kim, W. Hassan, Y. Kuroda, S. Jeon
    • 学会等名
      AsiaHaptics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ドローンを用いた空中遭遇型ハプティックインタフェースにおける複数触覚の提示2018

    • 著者名/発表者名
      斎藤悠太, Photchara Ratsamee, 黒田嘉宏, 酒田信親, 清川清
    • 学会等名
      第23 回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] HapticDrone: An Encountered-Type Kinesthetic Haptic Interface with Controllable Force Feedback: Example of Stiffness and Weight Rendering2018

    • 著者名/発表者名
      M. Abdullah, M. Kim, W. Hassan, Y. Kuroda, S. Jeon
    • 学会等名
      Proceedings of IEEE Haptic Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EmBIT: Electromechanical Boundary Impedance Tomography for Soft Tactile Sensor2018

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshimoto, Y. Kuroda, O. Oshiro
    • 学会等名
      Proceedings of IEEE Haptic Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mugginess sensation: Exploring its Principle and Prototype Design2017

    • 著者名/発表者名
      K. Hokoyama, Y. Kuroda, K. Kiyokawa, H. Takemura
    • 学会等名
      Proceedings of IEEE World haptics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Encountered-Type Kinesthetic Haptic Interface with Controllable Force Feedback: Initial Example for 1D Haptic Feedback2017

    • 著者名/発表者名
      M. Abdullah, M. Kim, W. Hassan, Y. Kuroda, S. Jeon
    • 学会等名
      ACM UIST 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] VR/AR 技術の開発動向と最新応用事例2018

    • 著者名/発表者名
      黒田嘉宏, 吉元俊輔
    • 総ページ数
      552
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861046940
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 筑波大学 ライフエンジニアリング研究室

    • URL

      https://www.lelab.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 奈良先端科学技術大学院大学 サイバネティクス・リアリティ工学研究室

    • URL

      https://carelab.info/ja/kiyoshi-kiyokawa/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 大阪大学 竹村研究室

    • URL

      https://www.lab.ime.cmc.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 東京大学 吉元研究室

    • URL

      https://www.aml.t.u-tokyo.ac.jp/~yoshimoto/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Life Engineering Laboratory

    • URL

      http://www.LELAB.jp

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Research of Yoshihiro Kuroda

    • URL

      https://sites.google.com/site/ahchlab/research

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-07-19  

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