| 研究課題/領域番号 |
20K19847
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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 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
平木 剛史 筑波大学, 図書館情報メディア系, 助教 (40831326)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | ソフトロボティクス / 力覚ディスプレイ / 相転移アクチュエータ / 触覚ディスプレイ / 短パルスレーザー / 触覚 / 熱投影 / ソフトロボット / プロジェクタ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、赤外レーザー光による選択的な熱照射を用いて投影対象となる物体の変形を制御することにより、柔軟で大面積、かつ高解像度な触覚ディスプレイを実現する。具体的には、熱吸収性素材の加熱で生じる熱弾性変形を利用して振動覚を、低沸点液体の加熱による気化膨張を利用して力覚を提示可能な触覚ディスプレイについて、その設計論を構築する。これにより、従来は実現できていない柔軟、大面積な触覚ディスプレイを高解像度での触覚刺激提示が可能な形で実現する。また、これを用いたアプリケーションの提案と、そのユーザ評価を通じて、インタフェースとしての有用性を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、選択的な熱放射によって対象物体を加熱し、その変形を制御することで、柔軟で大面積、かつ高解像度な触覚ディスプレイを実現可能な技術を構築した。
振動刺激については、短パルスレーザー光を光吸収素材に照射し、熱弾性効果を生じさせることで実現した。ナノ秒パルスレーザーを樹脂テープに照射した際に実際に振動触覚が生じることを確認し、またこれにより指先に振動提示が可能な空中触覚ディスプレイを構築した。
力覚提示については、液相-気相転移アクチュエータをアレイとして構成し、これをCO2レーザーの走査によって独立に制御することで、空間分布の制御が可能で、軽量、かつ柔軟な力覚ディスプレイを構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、従来は実現できていなかった柔軟かつ大面積な触覚ディスプレイを高解像度での触覚刺激提示が可能な形で実現するための基盤技術を開発することができた。
これは、触覚ディスプレイを中心とするヒューマンインターフェース開発において大きな学術的意義を持つと言える。
また、Society 5.0の進展により、サイバー空間の情報を現実空間の人間に対してフィードバックするためのキー技術となりうる触覚ディスプレイの重要性は増加しており、その配置や組み込み、また提示できる刺激の自由度を向上させることができる本技術の構築は社会的にも大きな意義を持つ。
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