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牽引力錯覚を利用したハプティックインタフェースの人間工学研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K24374
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 1002:人間情報学、応用情報学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

田辺 健  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (60847557)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード牽引力錯覚 / ハプティクス / ヒューマンインタフェース / 人間工学
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は,モバイル環境下で利用できる視聴覚に続く新たな感覚情報提示技術を実現するために,牽引力錯覚を利用したハプティックインタフェースの設計論を明らかにすることである.ヒトは非対称振動を提示されたとき,振動を一方向に牽引力として錯覚することが知られている(牽引力錯覚).一方で従来の設計論は錯覚が生起する条件を模索した局所的な解であった.本研究では,非対称振動を厳密に制御した環境下で牽引力錯覚における心理・生理特性を人間工学実験を通して明らかにする.人間工学的アプローチによって錯覚生起に寄与する要因を振動波形レベル,アクチュエータレベル,人レベルで明らかにすることで,普遍的な設計論を示す.

研究成果の概要

研究の目的は,モバイル環境下で利用できる視聴覚に続く新たな感覚情報提示技術を実現するために,牽引力錯覚を利用したハプティックインタフェースの設計論を明らかにすることである.ヒトは非対称振動を提示されたとき,振動を一方向に牽引力として錯覚することが知られている.本研究では,厳密に非対称振動刺激を制御できる装置を開発し,錯覚の特性を人間工学実験を通して明らかにした.また,人間工学実験を通して得られた知見に加えて,これまでに報告されてきた本錯覚の知見を網羅的に調査することで,ハプティックインタフェースの設計論を体系的に明らかにした.最後に,得られた知見をもとに本錯覚を体験できるモジュールを開発した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題において,振動刺激によって力の感覚を提示できるインタフェースの実現方法を体系的に明らかにした点が最大の成果である.牽引力錯覚を利用したハプティックインタフェースはハードウェア構成がシンプルであるため,モバイル・ウェアラブル機器に内蔵することができる.そのため,VRシステムにおける力覚フィードバックや経路誘導,動作教示に応用することができ,本研究の成果は,VRやヒューマンインタフェース分野への波及効果が期待できる.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Contribution of Vibration, Tapping Sound, and Reaction Force to Hardness Perception During Indirect Tapping Using a White Cane2022

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Nunokawa Kiyohiko、Doi Kouki、Ino Shuichi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 15 号: 2 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/toh.2022.3155106

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Training System for White Cane Technique Using Illusory Pulling Cues Induced by Asymmetric Vibrations2022

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Nunokawa Kiyohiko、Doi Kouki、Ino Shuichi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering

      巻: 30 ページ: 305-313

    • DOI

      10.1109/tnsre.2022.3148770

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pulling Illusion Based on the Phase Difference of the Frequency Components of Asymmetric Vibrations2021

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Yano Hiroaki、Endo Hiroshi、Ino Shuichi、Iwata Hiroo
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: 26 号: 1 ページ: 203-213

    • DOI

      10.1109/tmech.2020.3009384

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Motion Guidance Using Translational Force and Torque Feedback by Induced Pulling Illusion2020

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Yano Hiroaki、Endo Hiroshi、Ino Shuichi、Iwata Hiroo
    • 雑誌名

      Haptics: Science, Technology, Applications

      巻: 12272 ページ: 471-479

    • DOI

      10.1007/978-3-030-58147-3_52

    • ISBN
      9783030581466, 9783030581473
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Asymmetric Vibration Frequency on Pulling Illusions2020

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Endo Hiroshi、Ino Shuichi
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 20 号: 24 ページ: 7086-7086

    • DOI

      10.3390/s20247086

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 非対称振動刺激による牽引力錯覚の研究動向2020

    • 著者名/発表者名
      田辺 健、雨宮 智浩、遠藤 博史、井野 秀一
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 25 ページ: 291-301

    • NAID

      130007960963

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 視覚障害者の白杖操作のための牽引力錯覚を利用した訓練システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      田辺健、布川清彦、土井幸輝、井野秀一
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会 ハプティクス研究委員会 第28回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 白杖を用いた間接的なタッピングによって発生する振動・打撃音・反力と硬さ知覚の関係2021

    • 著者名/発表者名
      田辺健、布川清彦、土井幸輝、井野秀一
    • 学会等名
      第26回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Identification of Physical Factors Contributing to Hardness Perception of Objects During Indirect Tapping Using White Canes2021

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Nunokawa Kiyohiko、Doi Kouki、Ino Shuichi
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Implement of the Training System for White Cane Technique using Haptic Illusion2021

    • 著者名/発表者名
      田辺健、布川清彦、土井幸輝、井野秀一
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Motion Guidance Using Translational Force and Torque Feedback by Induced Pulling Illusion2020

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Yano Hiroaki、Endo Hiroshi、Ino Shuichi、Iwata Hiroo
    • 学会等名
      EuroHaptics 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 到達運動における牽引力錯覚の基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      田辺 健、近井 学、遠藤 博史、井野 秀一
    • 学会等名
      第24回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Motion Guidance using Translational Force and Torque Feedback by Induced Pulling Illusion2020

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Tanabe, Hiroaki Yano, Hiroshi Endo, Shuichi Ino, and Hiroo Iwata
    • 学会等名
      Euro Haptics 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非対称振動の周波数の違いによる牽引力錯覚が生起する閾値への影響2019

    • 著者名/発表者名
      田辺 健, 遠藤 博史, 井野 秀一
    • 学会等名
      第20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
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 非対称振動の周波数成分間の位相差に基づく牽引力錯覚の特性2019

    • 著者名/発表者名
      田辺 健, 矢野 博明, 遠藤 博史, 井野 秀一, 岩田 洋夫
    • 学会等名
      第24回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 非対称振動の周波数の違いによる牽引力錯覚への影響2019

    • 著者名/発表者名
      田辺 健, 遠藤 博史, 井野 秀一
    • 学会等名
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 牽引力錯覚を利用した上肢リハビリテーションの実現に向けた基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      田辺 健, 遠藤 博史, 井野 秀一
    • 学会等名
      第19回日本VR医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2023-01-30  

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