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表面テクスチャの力学・統計モデルと二元触感提示装置を用いた質感認知機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0313
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))

配分区分基金
研究分野 知能ロボティクス
研究機関東京都立大学 (2021-2023)
名古屋大学 (2018-2020)

研究代表者

岡本 正吾  東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (10579064)

研究期間 (年度) 2019 – 2023
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード触感 / 摩擦 / 振動触覚刺激 / 触感ディスプレイ / 統計モデル / 物理モデル / 質感 / 摩擦振動 / 振動触刺激 / 表面粗さ / テクスチャ / ハプティクス / 力学モデル / コンタクトメカニクス
研究開始時の研究の概要

表面粗さと摩擦を独立に制御することができる二元触感提示装置を開発し,触感の認知過程を明らかにする.国際共同研究では,素材を指で擦った時の表面粗さと摩擦力の関係を力学的および統計的に説明する力学・統計融 合モデルを開発し,指と表面の相互作用を数理的に表す.モデル化された2種類のモダリティ(粗さと摩擦)の関係を二元触感提示装置を用いて仮想テクスチャとして体現する.仮想テクスチャは,粗さと摩擦の力学および統計の融合モデルにより生成し,ヒトの質感認知過程で粗さと摩擦がどのように力学かつ統計的に統合されるのかを調査する.

研究成果の概要

米国カリフォルニア大学サンタバーバラ校のYon Visell氏の研究チームに在籍し,共同研究を実施する予定であったが,コロナ禍と研究代表者の異動が重なり,渡航は断念した.研究経費は,95,108円を使用したが,このほとんどはvisa取得のための費用である.本報告書の渡航期間を0か月とすることをシステムが受け付けないため,1か月としているが,実際には渡航していない.
日本国内で可能な限り,当初の研究計画を遂行することに努めた.本研究の最大の肝は,現在の主要な2つのテクスチャ提示手法である1)物理モデル型と2)統計モデル型を統合する点にあり,その具体的手法の提案と実装と効果検証を実施した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の目的は,触覚テクスチャディスプレイの高度化である.ここで,高度化とはよりリアリズムが高いテクスチャ提示を可能とするという意味である.本研究は,商用化の可能性は度外視した2次元触感テクスチャディスプレイというハイスペック装置を用いて,テクスチャ提示の最高性能を目指した.この装置を用いた具体的なテクスチャ提示手法を開発し,その効果を実証しえたことは,ハプティクス分野の頂点を広げたという点で意義が深い.成果はやがて,スマートフォンのタッチパネルなどのための触覚提示機能として還元されると信じている.

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of California, Santa Barbara(米国)2020

    • 年月日
      2020-04-01
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Richer Textural Information in the Horizontal Component of the Contact Force Compared with the Normal Component2024

    • 著者名/発表者名
      Tamura Ayaka、Okamoto Shogo
    • 雑誌名

      IEEE Haptics Symposium

      巻: - ページ: 13-18

    • DOI

      10.1109/haptics59260.2024.10520867

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bumps and Dents are Not Perceptually Opposite When Exploring With Lateral Force Cues2024

    • 著者名/発表者名
      Azechi Mirai、Okamoto Shogo
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 17 号: 1 ページ: 52-57

    • DOI

      10.1109/toh.2024.3357806

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Easy-to-Recognize Bump Shapes using only Lateral Force Cues for Real and Virtual Surfaces2023

    • 著者名/発表者名
      Azechi Mirai、Okamoto Shogo
    • 雑誌名

      IEEE World Haptics Conference

      巻: - ページ: 397-402

    • DOI

      10.1109/whc56415.2023.10224399

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase difference between normal and shear forces during tactile exploration represents textural features2019

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Hasegawa, Shogo Okamoto, and Yoji Yamada
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 13 号: 1 ページ: 11-17

    • DOI

      10.1109/toh.2019.2960021

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [備考] 東京都立大学 Haptics 研究チームのホームページ

    • URL

      https://hci.fpark.tmu.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 東京都立大学 人間情報学研究チームのホームページ

    • URL

      https://www.comp.sd.tmu.ac.jp/hci/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学 支援ロボティクス研究グループのホームページ

    • URL

      http://www.mech.nagoya-u.ac.jp/asi/ja/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-02-06   更新日: 2025-01-30  

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