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皮膚感覚ディスプレイの新展開-疑似運動感覚を生み出す皮膚刺激の解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 21686024
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東北大学

研究代表者

昆陽 雅司  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (20400301)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円)
2011年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2010年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2009年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワードマルチモーダルインターフェース / バーチャルリアリティ / 触力覚
研究概要

本研究の目的は,ヒトの皮膚感覚が「つるつる・ざらざら」などの対象物の性質を捉えるためだけでなく,「押しつけ感・抵抗感・引きずり感」などの自身の運動や力(深部感覚)の知覚にも役立っていることを,触覚ディスプレイ技術を用いて実証し,そのメカニズムを解明することである.また,そのような運動知覚を引き起こす皮膚刺激の条件を明確化し,疑似運動感覚の呈示という触覚ディスプレイの新しい利用法を確立する.
本年度は,昨年度開発した触運動の速度,加速度に比例して,振動刺激の振幅を変化させることで,粘性抵抗や慣性を呈示する手法を用いて,携帯型の情報端末上で仮想能動触を介した疑似力覚呈示が可能であることを実証し,その錯覚量を同定した.また,新たに,振動刺激を用いて,バネを引っ張ったときのような弾性力を呈示する手法を開発した.
また,振動刺激を用いて硬軟感が呈示可能であることを,心理物理実験によって実証し,皮膚の変形に伴うメルケル小体の活動がヒトの硬軟感の知覚に関与することを示した.
更に,ペン状の物体を把持した際に,手指の複数点に加わる圧覚によって,ヒトがペン先に加わる外力の方向と大きさを推定可能であることを,吸引圧を用いた多点皮膚刺激装置を開発して実証した.
最後に,昨年度開発した触察運動の皮膚の変形挙動を詳細に観察する装置を利用して.固着・滑り振動を伴う摩擦振動を詳細に解析し,数値シミュレーションによって,触運動や物理因子が振動周波数や振幅に及ぼす影響をモデリングした.このモデルを用いて,固着を伴わない振動現象も考慮した新しい摩擦感呈示法を開発し,その触感の評価を行った.

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (14件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Vibrotactile Stimuli Applied to Finger Pads as Biases for Perceived Inertial and Viscous Loads2011

    • 著者名/発表者名
      Shogo Okamoto, Masashi Konyo, Satoshi Tadokoro
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: (未定)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 力の錯覚:指腹への振動刺激による質量・粘性知覚のバイアス2011

    • 著者名/発表者名
      岡本正吾, 昆陽雅司, 田所諭
    • 雑誌名

      第16回ロボティクスシンポジア予稿集

      ページ: 267-274

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Can Multiple Tactile Pressure Stimulation in Gripping Position Induce Virtual Force Directions?2010

    • 著者名/発表者名
      Lope Ben Porquis, Masashi Konyo, Satoshi Tadokoro
    • 雑誌名

      Proc.2010 IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      ページ: 402-407

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detectability and Perceptual Consequences of Delayed Feedback in a Vibrotactile Texture Display2009

    • 著者名/発表者名
      Shogo Okamoto, Masashi Konyo, Satoshi Saga, Satoshi Tadokoro
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics VOL.2

      ページ: 73-84

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Virtual Active Touch II : Vibrotactile Representation of Friction and a New Approach to Surface Shape Display2009

    • 著者名/発表者名
      Sho Tsuchiya, Masashi Konyo, Hiroshi Yamada, Takahiro Yamauchi, Shogo Okamoto, Satoshi Tadokoro
    • 雑誌名

      Proc.IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      ページ: 3184-3189

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 振動刺激を用いた摩擦感呈示法:動摩擦の速度依存性に基づく摩擦振動モデル2010

    • 著者名/発表者名
      石井優希
    • 学会等名
      第11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
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-12-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Vib-Touch:指先による仮想能動触を利用した触力覚インタラクション第4報:弾性感の提示2010

    • 著者名/発表者名
      樋口篤史
    • 学会等名
      第11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
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-12-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 振動刺激を用いた携帯型疑似力覚インクフェース2010

    • 著者名/発表者名
      昆陽雅司
    • 学会等名
      日本基礎心理学会第29回大会
    • 発表場所
      西宮市
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 指腹への振動触刺激による慣性・粘性の錯覚2010

    • 著者名/発表者名
      岡本正吾
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会力触覚の提示と計算研究会第5回研究会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-11-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 仮想能動触を介した疑似力覚の呈示2010

    • 著者名/発表者名
      昆陽雅司
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会力触覚の提示と計算研究会第5回研究会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-11-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ヒトの触運動における指腹部接触面の動的挙動解析第2報:動摩擦の速度依存性を考慮した摩擦振動モデル2010

    • 著者名/発表者名
      石井優希
    • 学会等名
      第27回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2010-09-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Representation of Softness Sensation using Vibrotactile Stimuli under Amplitude Control2010

    • 著者名/発表者名
      Lope Ben Porquis
    • 学会等名
      第15回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      金沢市
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 振動刺激を用いた疑似力覚の呈示2010

    • 著者名/発表者名
      昆陽雅司
    • 学会等名
      第15回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      金沢市
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Vib-Touch:仮想能動触による直感的操作2010

    • 著者名/発表者名
      樋口篤史
    • 学会等名
      第15回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      金沢市
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] VibTouch:指先による仮想能動触を利用した触力覚インタラクション第3報:振動刺激による錯覚を用いた慣性の呈示2010

    • 著者名/発表者名
      土屋翔
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2010
    • 発表場所
      旭川市
    • 年月日
      2010-06-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ヒトの触運動における指腹部接触面の動的挙動解析第1報:観察装置の設計と製作2010

    • 著者名/発表者名
      石井優希
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2010
    • 発表場所
      旭川市
    • 年月日
      2010-06-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 指腹への振動触刺激による力覚の誘発2010

    • 著者名/発表者名
      岡本正吾
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2010
    • 発表場所
      旭川市
    • 年月日
      2010-06-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 運動に影響を与える振動触刺激:慣性・粘性などの機械パラメータを模した触刺激がヒトの手の運動に与える影響2009

    • 著者名/発表者名
      岡本正吾
    • 学会等名
      第10回システムインテグレーション部門講演会(SI2009)
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2009-12-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 振動刺激を用いた摩擦感呈示法-皮膚によって知覚する摩擦感と固着・滑り振動の関係-2009

    • 著者名/発表者名
      昆陽雅司
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'09
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2009-05-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.rm.is.tohoku.ac.jp/~konyo/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.rm.is.tohoku.ac.jp/~konyo/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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