| 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 |
交付 (2021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 / 触覚ディスプレイ / 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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| 研究実績の概要 |
本年度は、低沸点液体の気化膨張を利用する液相-気相転移アクチュエータを用いた力覚ディスプレイについての研究開発に取り組んだ。
10 mm角の液相-気相転移アクチュエータとペルチェ素子を指先に装着可能なウェアラブルデバイスの形で構成することで、力覚ディスプレイとして構成した。これにより、エアコンプレッサーやチューブを使わない形で、小型、軽量、かつ柔軟な力覚ディスプレイを実現できた。
また、気圧・温度センサを内蔵することで、アクチュエータ内の温度と内圧を計測できる手法を開発し、これにより力覚提示を制御する手法を開発するとともに、ディスプレイのヒステリシスや温度変化についても詳細な実験を行い、その特性を多面的に評価した。
加えて、短パルスレーザーを光源とするレーザー走査型プロジェクタと光吸収素材を用いた、熱弾性効果による振動覚ディスプレイと、CO2レーザーを用いた波長選択性を持つ加熱による液相-気相転移アクチュエータアレイの制御についても着手しており、後者については基礎的な原理検証が完了している段階にある。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
振動覚提示についても予定通り進捗しており、加えて、力覚ディスプレイの基盤技術となる液相-気相転移アクチュエータについては複数の研究開発を行い、国際論文誌3報、国際会議受賞1件を含む多数の成果が得られていることから、当初の計画以上に進展していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
液相-気相転移アクチュエータを用いた力覚ディスプレイに関して継続的に研究を行うとともに、レーザー走査型プロジェクタと光吸収素材を用いた振動覚ディスプレイの開発についても開発を推進していく。
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