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磁場を用いたワイヤレスハプティックインタフェースの開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H03270
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分61020:ヒューマンインタフェースおよびインタラクション関連
研究機関東北大学

研究代表者

枦 修一郎  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (90324285)

研究分担者 石山 和志  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (20203036)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードハプティック / 触覚 / 力覚 / 磁場ベクトル / 磁気トルク / ヘルムホルツコイル / モーションキャプチャ / 位置検出 / ハプティクス / 非接触 / ワイヤレス / ハプティックインタフェース / 磁気式3次元位置検出システム
研究成果の概要

3次元磁場ベクトル印加システムと赤外線式モーションセンサとを連携させ、小型磁石を貼付した指の動きに応じて磁場ベクトルの周波数、磁場強度をフィードバック制御可能なワイヤレスハプティクシステムを構築した。また、本システムにより表面粗さ感を提示することを目的として、指がある表面をなぞった際の指表面の変位を磁石振動にて再現することで粗さ感の提示を行った。指の速度を検出し、それをフィードバックすることでそれに比例した周波数の磁場を出力し、仮想的に一定の粗さ感を持った表面を再現した。その結果、出力磁場が20~50 Hzとなるように指を動かすと表面粗さ感を感じることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

人間の手指の繊細な動きには、人間の五感の内、触覚および視覚によるフィードバックが大きな役割を果たしている。例えば、物体の硬さ(柔らかさ)を判断するとき、触(力)覚による判断に加え、視覚による物体の形状変化の確認により、物体(を把持する際など)にかける力加減を調整する。この力加減は、個々人の経験や勘など感覚に依存した指標のため曖昧さが含まれ、他者への正確な伝達は困難である。したがって、真に有用な触力覚を兼ね備えたモーション計測技術の実現により、感覚的な指標を数値化し他者に正確に伝達できれば、技能伝達・修練のみならず、人間活動のありとあらゆる分野・場面で活用が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Strain and Vibration Sensor Based on Inverse Magnetostriction of Amorphous Magnetostrictive Films2019

    • 著者名/発表者名
      Shuichiro Hashi, Daisuke Sora, Kazush, Ishiyama
    • 雑誌名

      IEEE MAGNETICS LETTERS

      巻: 10 ページ: 8110604-8110604

    • DOI

      10.1109/lmag.2019.2957247

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 磁気トルクによる磁石振動を用いた触覚提示手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      佐野友輝,枦修一郎,石山和志
    • 学会等名
      第44回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 3次元磁場ベクトルと永久磁石を用いたワイヤレス触覚提示手法に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      佐野友輝,枦修一郎,石山和志
    • 学会等名
      令和2年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 鉄系アモルファスリボンを用いた薄型磁気マーカによる位置検出精度向上に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      佐野友輝,枦修一郎,薮上信, 金高弘恭, 石山和志
    • 学会等名
      平成31年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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