| 研究課題/領域番号 |
20H04220
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
長谷川 晶一 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (10323833)
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| 研究分担者 |
三武 裕玄 明治大学, 総合数理学部, 専任准教授 (30613939)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | ハプティクス / 器用な操作 / 部分滑り / 摩擦モデル / ハプティックインタフェース / ハプティックレンダリング / LuGreモデル / 把持操作 / バーチャルリアリティ / 摩擦滑り / 質感 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、指先で生じる接触と滑りの時空間分布を実時間物理シミュレーションにより再現することで、把持を含む器用な操作と、テクスチャ、材質、濡れなどの質感知覚を再現する力触覚バーチャルリアリティ(VR)環境を実現することを目的とする。また、器用さと質感の要因を、摩擦滑り中に生じる複雑な物理現象の中から特定して解明することで、目的に応じた力触覚VR環境の設計指針を作ることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、器用な操作と質感を再現するVR環境を実現しその設計指針を得ることを目指す。物を指で擦ると固着滑り現象が生じるが、この際の加速度の計測データには様々な摩擦現象の影響が現れる。把持操作に影響があることが知られている部分滑りと、固着滑りの周期と振幅の特徴に影響する静止摩擦係数の固着時間依存性を含む摩擦の実時間シミュレーションモデルをLeGreモデルを拡張することで構築し、把持操作の際に生じる摩擦振動の特徴を再現した。また、振動を中心とした触覚刺激の提示手法を検討した。今後は、多指操作のための装着型のハプティックインタフェースと提案モデルを用いた把持操作環境の研究を進める。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
多様な参加手法により社会参加の機会を増やすことが求められ、メタバースの応用が期待されているが、遠隔参加者が行える共同作業は限られている。
本研究はデザインや評価に必要だと考えられる器用な操作の実現を目指している。人が部分滑りを検知して把持力を調節していることが知られているが、再現に必要な部分滑りの力触覚提示は実現しておらず、メタバースでは疲労を避けるために記号化された把持が用いられている。
本研究は、静止摩擦係数の固着時間依存性と部分滑りを統合して新たな摩擦モデルを提案することで、器用な操作に必要な摩擦現象を再現しており、メタバースでの器用な把持操作に必要な課題の一つを解決している。
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