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身体固定状態における没入型VRシステムの実現に関する基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K11985
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
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
研究機関法政大学

研究代表者

中村 壮亮  法政大学, 理工学部, 教授 (20634695)

研究分担者 大谷 拓也  早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (70777987)
望月 典樹  法政大学, 理工学部, 助手 (70823756)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードバーチャルリアリティ / ヒューマンインタフェース / 全身没入 / 知能ロボティクス
研究開始時の研究の概要

研究代表者らは,多様なバーチャル環境においてあらゆる運動を実行可能とし得る,汎用的な没入型VRシステムとして,身体を機械固定した状態における「① 運動意図の取得,② 運動のシミュレーション,③ 運動感覚の提示」の要素技術から構成される「Motion-Less VR」を提案している.本研究では,運動意図の正確な取得のための諸改良(姿勢に応じたトルク変換処理,筋電センサによる遅延の抑制・拮抗表現の導入)や各種パラメータの個人に合わせた校正(個人適合)を通して要素技術を深化させるとともに,バーチャル環境との物理的なインタラクションを通して実用化に向けた性能評価を進める.

研究成果の概要

本研究は身体固定型の没入型VRインタフェース「Motion-lessVR」に関するものであり,固定されるが故の問題を如何に解消するか(非固定の自由運動と同様の運動発揮・感覚の知覚を可能とするか)の技術開発を追及した.特に,運動発揮の違和感解消のため取り組んでいた姿勢に応じたトルク変換の適用に関して,固定姿勢と仮想姿勢の乖離がある状況で有効性が示唆された一方で,運動発揮は感覚の影響も受けてしまうため運動錯覚の効果が姿勢乖離とともに減退することが新たな問題として浮上した.運動錯覚の劇的な性能向上ないしは冷却等の感覚麻痺技術との併用なくして,一定以上の姿勢で十分な運動の実現は困難であると考えられる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

メタバースなどに期待が集まる昨今においても,視聴覚でのVRが主であり,リアルな運動を再現できていない.これは,多様な環境であらゆる運動を可能とする没入型VRシステムが物理的に困難であることに起因している.そこで,身体固定状態とすることで環境による制約を取り除きつつも,運動錯覚技術などで自由運動と遜色のない運動感覚を持たせることを提案システムでは志向した.各要素技術の進展次第では本システムは有用なものとなり得ることが示唆された一方で,現時点においては一部要素技術(特に運動錯覚技術など)の性能が没入型VRシステムとして十分な運動性能を発揮するには不十分である事なども判明した.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] VRにおける身体没入に向けた課題とMotion-Less VRの取り組み2021

    • 著者名/発表者名
      NAKAMURA Sousuke
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 33 号: 3 ページ: 89-96

    • DOI

      10.3156/jsoft.33.3_89

    • NAID

      130008159922

    • ISSN
      1347-7986, 1881-7203
    • 年月日
      2021-08-15
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] リアル身体での運動を伴わない身体没入型VRインタフェース「Motion-Less VR」の提案と基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      望月 典樹、中村 壮亮
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 26 号: 1 ページ: 76-85

    • DOI

      10.18974/tvrsj.26.1_76

    • NAID

      130008014117

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Motion-Less VRの研究:上肢2自由度運動を可能とするシステムの開発と基礎評価2021

    • 著者名/発表者名
      望月 典樹、今永 尚志、中村 壮亮
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 57 号: 9 ページ: 418-420

    • DOI

      10.9746/sicetr.57.418

    • NAID

      130008091285

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Research on Motion-Less VR : The Effect of Physical Parameter Personalization in Motion Control of Virtual Body2023

    • 著者名/発表者名
      N. Okamoto, N. Mochizuki, S. Nakamura
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Motion-Less VR の研究:腱振動刺激と皮膚伸張刺激を組み合わせた運動感覚の提示に関する基礎検討2023

    • 著者名/発表者名
      三島爽真, 土井滉次郎, 生島昇, 望月典樹,中村壮亮
    • 学会等名
      第24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(SI2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 筋収縮時の筋紡錘神経発火モデルに基づく腱振動刺激による運動錯覚に関する基礎検討2022

    • 著者名/発表者名
      石井光, 望月典樹, 中村壮亮
    • 学会等名
      第23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(SI2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Motion-Less VR の研究:バーチャル身体の運動生成におけるリアル身体の姿勢の影響2022

    • 著者名/発表者名
      田村誠一郎, 望月典樹, 岡本夏葵, 中村壮亮
    • 学会等名
      LIFE2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Motion-Less VR の研究:バーチャル身体の力学モデルにおけるパラメータの個人適合による運動性能改善の検討2022

    • 著者名/発表者名
      岡本夏葵, 望月典樹, 中村壮亮
    • 学会等名
      LIFE2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 振動受容器への電気刺激による触運動時の粗さ感提示に関する基礎検討2022

    • 著者名/発表者名
      生島 昇, 井口 純志, 大谷 拓也, 望月 典樹, 中村 壮亮
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Research on Motion-Less VR: Comparative Evaluation of Surface EMG Signals Induced by Motion Intention Output under Body Immobilized and Normal Conditions2022

    • 著者名/発表者名
      N. Mochizuki, T. Imanaga, N. Okamoto, S. Nakamura
    • 学会等名
      IEEE / SICE International Symposium on System Integration(SII 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Research on Motion-Less VR: Comparison of Muscle Outputs between Motion Using Developed System and Natural Motion2022

    • 著者名/発表者名
      T. Imanaga, N. Mochizuki, N. Okamoto, S. Nakamura
    • 学会等名
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration(SII 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Motion-Less VRの研究:身体固定状態での運動意図出力による筋活動に関する分析2021

    • 著者名/発表者名
      岡本 夏葵, 望月 典樹, 今永 尚志, 中村 壮亮
    • 学会等名
      第22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
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] リアル身体での運動を伴わない身体没入型VRインタフェース【中村壮亮研究室HPでの紹介ページ】

    • URL

      https://s-nakamura-lab.ws.hosei.ac.jp/pj-motion-less-vr.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] 制御装置及び制御方法2023

    • 発明者名
      中村壮亮、望月典樹
    • 権利者名
      学校法人法政大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-101033
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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