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多感覚統合と身体図式の変容に基づいた擬似身体移動体験の構成手法

研究課題

研究課題/領域番号 21H04883
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

雨宮 智浩  東京大学, 情報基盤センター, 教授 (70396175)

研究分担者 池井 寧  東京都立大学, システムデザイン研究科, 客員教授 (00202870)
廣瀬 通孝  東京工科大学, 片柳研究所, 教授 (40156716)
青山 一真  東京工科大学, 片柳研究所, 教授 (60783686)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2025年度)
配分額 *注記
41,860千円 (直接経費: 32,200千円、間接経費: 9,660千円)
2025年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2024年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2023年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2022年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2021年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
キーワード触覚 / 移動感覚 / 身体錯覚 / 体性感覚 / 感覚間相互作用 / VR / GVS / 身体感覚 / 歩行感覚 / メタバース / 身体近傍空間 / 歩行
研究開始時の研究の概要

現在の遠隔ビデオ会議システムでは身体運動の伝達に課題があることが明らかになってきた.本研究の目的は,中枢から筋への運動指令なしで,感覚間相互作用により身体に関する潜在的知識(身体図式)を更新させ,実際の身体運動で生じる感覚情報とのゲイン調整を適切に行うことによって擬似的な身体移動体験を創出する手法の確立と適用限界の検証である.多様な身体移動体験を多様な利用者に対して安定して提供するため,(A)自然な擬似移動体験を成立させる多感覚統合のために必要な感覚情報のゲイン調整手法, (B)身体錯覚による身体移動体験の拡張条件, (C)多様な身体移動体験の創出手法の有用性と適用限界を明らかにする.

研究実績の概要

本研究課題は,身体運動感覚への適切な刺激によって,実際の身体運動で生じる感覚情報とのゲイン調整を適切に行い,それによって擬似的な身体移動体験を創出する手法の確立と適用限界の検証を目的としている.2022年度はVR空間での運動や移動感覚を中心に実験を行った.
まず,着座姿勢のユーザに対して,曲線上を歩くような擬似的な歩行感覚の提示手法について調べた.ヨー回転を含む3自由度のモーションチェアを開発し,歩行する映像に同期させたヨー軸回転刺激によって歩行感覚が高まることを確認した.また,モーションチェアのような機械的な刺激だけでなく,前庭電気刺激(GVS)の利用や,乳様突起部への振動刺激による加速度感覚の提示の可能性について調べた.
立位姿勢のユーザに対して,足裏への振動刺激によって飛行感覚を生成できるかを調べた.ジェット噴射する水上浮遊体験のようなVR体験が実現できること,足裏への振動刺激に適した振動周波数が存在することを確認した.
続いて,実際の手の動きとは対応していないアバタの手の動きによって,力覚の知覚が変化することと,その時間特性を調べた.また,腱振動刺激によって腕の姿勢の曖昧さを高め,アバタと手の乖離が生み出す力覚知覚について調べた.腱振動刺激が感覚情報のノイズとして寄与することで,Pseudo-haptics効果の知覚閾値を拡大することを示した.
また,前年度に実施した足首への腱への電気刺激の研究を発展させ,腕への電気神経刺激によって触覚が提示可能かを確認した.手首の周囲に配置した電極によって手のひらや指先といった遠隔位置に触覚を生起させることができ,擬似的な身体移動体験のためのディスプレイの装着位置に関する検証を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

COVID-19の世界的流行により,感染対策を実施しながら外部被験者実験を実施し,本研究課題の目標に向かって着実にトライアルが進んでいる.COVID-19の影響で,国際会議の研究報告などが一部できなかったが,論文誌投稿などは計画通り進んでいる.

今後の研究の推進方策

外部被験者を含めた評価実験の頻度を高め,計画的な論文発表を行う.また,研究成果の見せ方として,実演展示などを含めた手段の検討を再開する.

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] メタバース/VR 技術により加速する 教育 DX2023

    • 著者名/発表者名
      雨宮智浩
    • 雑誌名

      日本労働研究雑誌

      巻: 5 ページ: 65-73

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multi Surface Electrodes Nerve Bundles Stimulation on the Wrist: Modified Location of Tactile Sensation on the Palm2023

    • 著者名/発表者名
      Ogihara Shuto、Amemiya Tomohiro、Kuzuoka Hideaki、Narumi Takuji、Aoyama Kazuma
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 11 ページ: 13794-13809

    • DOI

      10.1109/access.2023.3243175

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Leveraging Tendon Vibration to Enhance Pseudo-Haptic Perceptions in VR2023

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Hirao, Tomohiro Amemiya, Takuji Narumi, Ferran Argelaguet, Anatole Lecuyer
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics

      巻: 30 号: 8 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1109/tvcg.2023.3310001

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 足裏振動刺激を用いたVR空間における立位姿勢での飛行昇降感覚の向上2022

    • 著者名/発表者名
      大倉 直也、松本 啓吾、鳴海 拓志、葛岡 英明、雨宮 智浩
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 27 号: 4 ページ: 369-379

    • DOI

      10.18974/tvrsj.27.4_369

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 年月日
      2022-12-28
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 歩行VRにおける旋回歩行表現のためのヨー回転前庭刺激の効果に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      海野みのり, ヤェム ヴィボル, 雨宮智浩, 北崎充晃, 池井 寧
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 27 号: 1 ページ: 29-32

    • DOI

      10.18974/tvrsj.27.1_29

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 年月日
      2022-03-31
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of hand-arm self-avatar motion delay on the directional perception induced by an illusory sensation of being twisted2022

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Amemiya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 6626-6626

    • DOI

      10.1038/s41598-022-10543-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sensation of Anteroposterior and Lateral Body Tilt Induced by Electrical Stimulation of Ankle Tendons2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Nozomi、Amemiya Tomohiro、Narumi Takuji、Kuzuoka Hideaki、Hirose Michitaka、Aoyama Kazuma
    • 雑誌名

      Frontiers in Virtual Reality

      巻: 3 ページ: 800884-800884

    • DOI

      10.3389/frvir.2022.800884

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 並走するバーチャルアバタの形態と運動によって生じる歩行速度変調2021

    • 著者名/発表者名
      谷崎 充, 松本 啓吾, 鳴海 拓志, 葛岡 英明, 雨宮 智浩
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 26 号: 3 ページ: 208-218

    • DOI

      10.18974/tvrsj.26.3_208

    • NAID

      130008094819

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 年月日
      2021-09-30
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TeleParallax: Low-Motion-Blur Stereoscopic System With Correct Interpupillary Distance for 3D Head Rotations2021

    • 著者名/発表者名
      Amemiya Tomohiro、Aoyama Kazuma、Hirose Michitaka
    • 雑誌名

      Frontiers in Virtual Reality

      巻: 2 ページ: 726285-726285

    • DOI

      10.3389/frvir.2021.726285

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Nikolaos Chatziantoniou, Akimi Oyanagi, Kenichiro Ito, Kazuma Aoyama, Hideaki Kuzuoka, Tomohiro Amemiya2023

    • 著者名/発表者名
      Inducing joint attention between users by visual guidance with blur effects
    • 学会等名
      In Proceedings of IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces Abstracts and Workshops (VRW)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 雨宮智浩2023

    • 著者名/発表者名
      メタバースの教育訓練への活用
    • 学会等名
      一般社団法人日本オプトメカトロニクス協会 デジタル・イメージング技術部会_2022年度第3回講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 近藤哲太, 平尾悠太朗, 鳴海拓志, 雨宮智浩2022

    • 著者名/発表者名
      乳様突起への骨伝導振動刺激が上下ベクションに与える効果の検証
    • 学会等名
      第27回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 小山大嘉,青山一真,鳴海拓志,葛岡英明,雨宮智浩2022

    • 著者名/発表者名
      前庭電気刺激を用いた着座姿勢における疑似歩行感覚の生起
    • 学会等名
      第27回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 平尾悠太朗,雨宮智浩,鳴海拓志,Argelaguet Ferran,Lecuyer Anatole2022

    • 著者名/発表者名
      VRにおけるpseudo-hapticsの拡張を目的とした腱振動の活用
    • 学会等名
      第27回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Shuto Ogihara, Tomohiro Amemiya, Kazuma Aoyama2022

    • 著者名/発表者名
      Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation along the Base of the Finger to Modify the Location of Tactile Sensation at the Finger
    • 学会等名
      In Proceedings of IEEE ISMAR
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 雨宮智浩2022

    • 著者名/発表者名
      豊かなVR体験を産み出す五感提示技術
    • 学会等名
      一般財団法人 総合研究奨励会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 雨宮智浩2022

    • 著者名/発表者名
      メタバースが拓く大学の未来
    • 学会等名
      電子情報通信学会CSWS
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tomohiro Amemiya2022

    • 著者名/発表者名
      Educational applications of Metaverse and VR technology: possibilities and limitations
    • 学会等名
      International Symposium 1: The Metaverse and XR Technology _ Educational Applications and International Collaboration
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tomohiro Amemiya2022

    • 著者名/発表者名
      Metaverse Applied Research and Technologies
    • 学会等名
      The 29th International Display Workshops (IDW '22)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Virtual Walking Generator from Omnidirectional Video with Ground-dependent Foot Vibrations.2021

    • 著者名/発表者名
      Junya Nakamura,Yusuke Matsuda,Tomohiro Amemiya,Yasushi Ikei,Michiteru Kitazaki
    • 学会等名
      IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces Abstracts and Workshops
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feedback of Rotational Sensation Experienced by Body for Immersive Telepresence.2021

    • 著者名/発表者名
      Vibol Yem,Tsubasa Morita,Tomohiro Amemiya,Michiteru Kitazaki,Yasushi Ikei
    • 学会等名
      SIGGRAPH 2021: Special Interest Group on Computer Graphics and Interactive Techniques Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel Motion Display for Virtual Walking.2021

    • 著者名/発表者名
      Minori Unno, Ken Yamaoka, Vibol Yem, Tomohiro Amemiya, Michiteru Kitazaki, Yasushi Ikei
    • 学会等名
      Human Interface and the Management of Information. Information-Rich and Intelligent Environments - Thematic Area
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Perception of Illusory Body Tilt Induced by Electrical Tendon Stimulation.2021

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Takahashi, Tomohiro Amemiya,Takuji Narumi, Hideaki Kuzuoka, Michitaka Hirose, Kazuma Aoyama
    • 学会等名
      Human Interface and the Management of Information. Information Presentation and Visualization - Thematic Area
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] トコトンやさしいVRの本 第2版2022

    • 著者名/発表者名
      廣瀬通孝 (監修), 東京大学バーチャルリアリティ教育研究センター (編)
    • 総ページ数
      160
    • 出版者
      日刊工業新聞社
    • ISBN
      4526082406
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] VR/AR技術における感覚の提示、拡張技術と最新応用事例2021

    • 著者名/発表者名
      執筆者:64名、技術情報協会
    • 総ページ数
      576
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      4861048508
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-06-20  

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