| 研究課題/領域番号 |
20K19819
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分61010:知覚情報処理関連
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| 研究機関 | 南山大学 (2022-2023)
東京大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
藤原 正浩 南山大学, 理工学部, 講師 (30825592)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 超音波フェーズドアレイ / 超音波センシング / 触覚提示 / ハプティクス / 多様体上の最適化 / 超音波計測 / アレイ信号処理 / フェーズドアレイ / 音響放射圧 / 外乱補償 / 非接触センシング / パターン計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超音波を使用した非接触の触覚ディスプレイとして、現在までに送信波のみを使用したデバイスが開発されている。しかし、従来のデバイスでは対象皮膚表面上で実際に形成される超音波強度分布が、外乱によりどの程度変化しているか不明であった。そこで本研究では、超音波フィードバック型フェーズドアレイ触覚ディスプレイを新たに開発し、その有効性を明らかにする。提案デバイスはフェーズドアレイを用いて反射波を計測することにより、高解像度な超音波強度分布を推定する。本手法は非接触触覚ディスプレイの物理出力を定量評価する手法であり、本分野の発展には必須の技術であると考えられる。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では、触覚ディスプレイへの応用を目的に、超音波フィードバック型のフェーズドアレイULFPAT（Ultrasonic feedback phased array tactiledisplay）を開発してきた。
開発したULFPATのプロトタイプを用いて、刺激対象点を模擬した発音源の位置推定精度を検証しその有効性を示した。また、触覚刺激点となる超音波焦点を、本装置を用いて複数生成する技術的問題に対し、多様体上の最適化手法を適用して評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、空中超音波により何も装着していない皮膚に人工的な触感を提示する空中ハプティクスにおいて、これまで超音波を送信するのみであったのが、受信も可能とするデバイスを開発した。これにより、例えば指先に超音波刺激を与える際、従来はデプスカメラ等を使用して指先位置を計測していたが、反射超音波を受信することによっても計測できることを示した。本手法は装置間の位置調整が不要であることや、外乱光などの環境変化によらず精度を保つことができるという利点がある。
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