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皮膚変形モデルを用いた巧緻な両手多指操作を実現するワイヤ駆動型力触覚提示の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26240028
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ヒューマンインタフェース・インタラクション
研究機関首都大学東京 (2016-2018)
東京工業大学 (2014-2015)

研究代表者

佐藤 誠  首都大学東京, システムデザイン研究科, 特任教授 (50114872)

研究分担者 池井 寧  首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (00202870)
赤羽 克仁  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (70500007)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018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)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2016年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2015年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2014年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワードヒューマンインタフェース / バーチャルリアリティ
研究成果の概要

本研究の目的であるVR世界における両手多指操作を実現するワイヤ駆動型力覚提示SPIDARと指先の皮膚感覚提示を可能にする高精度力触覚提示デバイスを実現するために、年度毎に設定した研究目標に従って研究開発を行った。
・平成26年度:皮膚変形モデルの作成、手形状モデルの作成、力覚提示部の設計開発、触覚提示部の設計開発・平成27年度以降:フレーム可動部の設計開発、フレーム可動部の制御方法の設計開発、触覚提示部の制御方法の設計開発、システムの統合評価
以上の研究開発を行い、操作性、有効性、実用性などの評価実験を行い、今後の課題を明らかにしていった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

VR技術の発展により、現実世界にいるかのような没入感の高い映像や立体音響をもつVR空間をリアルタイムで構築可能になってきた。しかしながら、物体を実世界と同様に触れることができるシステム構築に関してはまだ実現されていないものであった。本研究により、ワイヤ駆動による両手10本の多指操作を実現し、ワイヤの持つ軽量・高剛性・柔軟性の特徴を生かした高精度力覚提示環境を確立することにより、手術シミュレーターや遠隔操作など今後の応用範囲に期待ができるものと考える。

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (20件) (うち査読あり 14件、 オープンアクセス 18件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 10件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 歩行VRにおける旋回感覚を与える受動腕振り運動の設計2018

    • 著者名/発表者名
      末田 岳,阪 直幸,Yem Vibol,池井 寧,雨宮智浩,佐藤 誠,北崎充晃
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会2018年度第1回VRと超臨場感研究会論文集

      巻: - ページ: 29-30

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 接線力と法線振動による皮膚触覚ディスプレイの特性2018

    • 著者名/発表者名
      嶋田拓海,上正原陽,Yem Vibol,雨宮智浩,池井 寧,佐藤 誠,北崎充晃
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会2018年度第1回VRと超臨場感研究会論文集

      巻: - ページ: 7-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ブレーキ機構を用いた摩擦感提示可能なHMD一体遭遇型ハプティックデバイスの開発とその評価2018

    • 著者名/発表者名
      嶋田 大貴, 伊藤 優雅, 月川 輝樹, 山口 武彦, 佐藤 誠, 原田 哲也
    • 雑誌名

      平成30年電気学会知覚情報研究会

      巻: - ページ: 19-22

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 歩行VRにおける旋回歩行感覚を与える腕振り運動の計測2018

    • 著者名/発表者名
      末田 岳,阪 直幸,Vibol Yem,池井 寧,雨宮智浩,佐藤 誠, 北崎充晃
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会2018年度第2回VRと超臨場感研究会論文集

      巻: - ページ: 11-12

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 接線振動,法線振動による粗さ,硬さ提示特性2018

    • 著者名/発表者名
      嶋田拓海,上正原陽,Vibol Yem,池井 寧,雨宮智浩,佐藤 誠,北崎充晃
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会2018年度第2回VRと超臨場感研究会論文集

      巻: - ページ: 15-16

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] HMD一体型力覚提示装置“SPIDAR-HMD”の開発2018

    • 著者名/発表者名
      澤田匡央,丸橋 啓,月川竜輝,山口武彦,佐藤 誠,原田哲也
    • 雑誌名

      平成30年電気学会知覚情報研究会

      巻: - ページ: 41-46

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] VRのための体感型歩行デバイスにおける力覚情報の付加2018

    • 著者名/発表者名
      野澤彼方,本多健二,脇田 航,佐藤 誠,原田哲也
    • 雑誌名

      平成30年電気学会知覚情報研究会

      巻: - ページ: 21-24

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] HMD 一体型力覚提示装置“SPIDAR-HMD”の改良2018

    • 著者名/発表者名
      月川竜輝,山口武彦,佐藤誠,原田哲也
    • 雑誌名

      第23回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 力覚と歩行感覚が体感できるVR 環境の開発2018

    • 著者名/発表者名
      野澤彼方,本多健二,脇田航,佐藤誠,原田哲也
    • 雑誌名

      第23回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] BLE を用いたiOS 用一体型SPIDAR-tablet の開発と熱力学学習支援システムの搭載2018

    • 著者名/発表者名
      久保泰奈,佐藤誠,原田哲也
    • 雑誌名

      第23回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 接線力法線振動同時提示型触感ディスプレイに関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      上正原陽,池井寧,佐藤誠
    • 雑誌名

      第22回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集

      巻: - ページ: 269-271

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] VR触感提示のための素材特性と実触感評価に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      上正原陽,池井寧,佐藤誠
    • 雑誌名

      第2回VRと超臨場感研究会論文集

      巻: - ページ: 18-19

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 臭覚及び力覚インタフェースを用いたマルチモータルVR環境の構築2017

    • 著者名/発表者名
      赤羽 克仁, 高橋 実里, 佐藤 誠, 中本 高道
    • 雑誌名

      平成29年電気学会 電子・情報・システム部門大会, 講演論文集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 接線力法線振動同時提示型触覚ディスプレイにおけるテクスチャ提示特性の評価2016

    • 著者名/発表者名
      上正原 陽,池井 寧,佐藤 誠
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会2016年度第1回VRと超臨場感研究会論文集

      巻: 21-1 ページ: 17-18

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 接線力法線振動同時提示型触覚ディスプレイに関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      上正原 陽,池井 寧,佐藤 誠
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会2016年度第2回VRと超臨場感研究会論文集

      巻: 21-2 ページ: 16-18

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] テレビ画像を画面外へ拡張するシステムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      川喜田 裕之, 中川 俊夫, 佐藤 誠
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会誌

      巻: 71 号: 1 ページ: J20-J27

    • DOI

      10.3169/itej.71.j20

    • NAID

      130005251213

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ディジタルフロー解析に基づいた画像二値化手法2015

    • 著者名/発表者名
      本多 健二, 佐藤 誠
    • 雑誌名

      画像電子学会誌

      巻: 44 ページ: 657-664

    • NAID

      130005171433

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 携帯端末によるTV画面の位置と姿勢の推定方法2015

    • 著者名/発表者名
      川喜田 裕之, 中川 俊夫, 佐藤 誠
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 5 ページ: 61-69

    • NAID

      110009868035

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Adding 3D Interactivity to a 2D Image Sequence Using the String-Based Haptic Device2014

    • 著者名/発表者名
      Anusha JAYASIRI, Katsuhito AKAHANE, Makoto SATO
    • 雑誌名

      IIEEJ Transactions on Image Electronics and Visual Computing

      巻: 2 ページ: 159-167

    • NAID

      40022701896

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ワイヤ駆動型力覚提示装置における受動粘性制御の提案2014

    • 著者名/発表者名
      赤羽 克仁, 肥後 明豪, 佐藤 誠
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 19 ページ: 495-502

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] FiveStar VR: shareable travel experience through multisensory stimulation to the whole body2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Shimizu, Gaku Sueta, Kentaro Yamaoka, Kazuki Sawamura, Yujin Suzuki, Keisuke Yoshida, Vibol Yem, Yasushi Ikei, Tomohiro Amemiya, Makoto Sato, Koichi Hirota, Michiteru Kitazaki
    • 学会等名
      SIGGRAPH Asia 2018 Virtual & Augmented Reality (SA '18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of frame for SPIDAR-tablet on Windows and evaluation of system presented geographical information2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Tasaka, K. Yamada, Y. Kubo, M. Saeki, S. Yamamoto, T. Yamaguchi, M. Sato, T. Harada
    • 学会等名
      20th International Conference on Human-Computer Interaction
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an End Effector Capable of Intuitive Grasp Operation for SPIDAR-W2018

    • 著者名/発表者名
      K. Nozawa, R. Tsukikawa, T. Yamaguchi, M. Sato, T. Harada
    • 学会等名
      20th International Conference on Human-Computer Interaction
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of Experimental System SPIDAR-HS for Designing VR Guidelines Based on Physiological Behavior Measurement2018

    • 著者名/発表者名
      R. Tsukikawa, R. Tomita, K. Nozawa, I. Ohashi, K. Kotani, D. Kobayashi, T. Yamaguchi, M. Sato, S. Yamamoto, T. Harada
    • 学会等名
      20th International Conference on Human-Computer Interaction
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Nature of Difference in User Behavior between Real and Virtual Environment:A Preliminary Study2018

    • 著者名/発表者名
      T.Yamaguchi, H. Iwadare, K. Kamijo, D. Kobayashi, T. Harada, M. Sato, S. Yamamoto
    • 学会等名
      20th International Conference on Human-Computer Interaction
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Michiteru Kitazaki: Presentation of Animation based on Real Time Motion Capture by Wearable Sensor2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Yoshida, Yasushi Ikei, Makoto Sato, Koichi Hirota, Tomohiro Amemiya
    • 学会等名
      Asiagraph 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A study on a tactile display with tangential force and normal vibration2017

    • 著者名/発表者名
      Yo Kamishohara, Yasushi Ikei, Makoto Sato
    • 学会等名
      Asiagraph 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Research on High Fidelity Haptic Interface Based on Biofeedback2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhito Akahane, Makoto Sato
    • 学会等名
      International Conference on Human Interface and the Management of Information
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] String-Based Haptic Interface for Mobile Devices2016

    • 著者名/発表者名
      Kenji Honda, Shuhan Ma, Y Qian, Makoto Sato
    • 学会等名
      The 23nd International Dislay Workshops
    • 発表場所
      福岡国際会議場 (福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ストリング型ディスプレイSPIDARの研究開発を振り返る2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 誠
    • 学会等名
      第16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
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of a TV System Augmented Outside the TV Screen2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kawakita, Michihiro Uehara, Toshio Nakagawa, Makoto Sato
    • 学会等名
      The 22nd International Dislay Workshops
    • 発表場所
      大津プリンスホテル
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 没入型VR環境のためのウェアラブル手首力覚提示デバイス2015

    • 著者名/発表者名
      永井 一樹, 田上 想馬, 赤羽 克仁, 佐藤 誠
    • 学会等名
      Entertainment Computing 2015
    • 発表場所
      札幌市教育文化会館
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 手首力覚提示による手術教示システムに関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      田中 駿, 赤羽 克仁, 田中 弘美, 佐藤 誠
    • 学会等名
      第20回日本バーチャルリアリティ学会
    • 発表場所
      芝浦工業大学 豊洲キャンパス
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高速な多指操作シミュレーションのための柔軟な指先モデルの提案2015

    • 著者名/発表者名
      内山 貴雄, 赤羽 克仁, 長谷川 晶一, 佐藤 誠
    • 学会等名
      第20回日本バーチャルリアリティ学会
    • 発表場所
      芝浦工業大学 豊洲キャンパス
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 装着可能な力覚提示デバイスの開発について2015

    • 著者名/発表者名
      永井 一樹, 田上 相馬, 赤羽 克仁, 佐藤 誠
    • 学会等名
      第20回日本バーチャルリアリティ学会
    • 発表場所
      芝浦工業大学 豊洲キャンパス
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 力覚提示によるストリートダンス訓練システムの提案2015

    • 著者名/発表者名
      川崎 太雅, 赤羽 克仁, 長谷川 晶一, 佐藤 誠
    • 学会等名
      第20回日本バーチャルリアリティ学会
    • 発表場所
      芝浦工業大学 豊洲キャンパス
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Augmented TVにおける同期誤差に起因する不連続性に関する考察2015

    • 著者名/発表者名
      川喜田 裕之, 半田 拓也, 上原 道宏, 中川 俊夫, 佐藤 誠
    • 学会等名
      第20回日本バーチャルリアリティ学会
    • 発表場所
      芝浦工業大学 豊洲キャンパス
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 可動するウェアラブルファッションの検討2015

    • 著者名/発表者名
      銭 亦ハン, 赤羽 克仁, 佐藤 誠
    • 学会等名
      第20回日本バーチャルリアリティ学会
    • 発表場所
      芝浦工業大学 豊洲キャンパス
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 6自由度手首力覚提示装置を用いた手術手技訓練支援のための基礎的検討2014

    • 著者名/発表者名
      加藤十磨,田川和義,丸谷宜史,田中弘美,神田輝, 赤羽克仁, 佐藤誠
    • 学会等名
      第19回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 携帯端末に装着可能な力覚提示装置の提案2014

    • 著者名/発表者名
      戸島幹智,村石辰徳,大久保貴博,赤羽克仁,佐藤誠
    • 学会等名
      第19回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 手術シミュレーションのための 手首力覚提示装置に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      田上想馬,神田輝,赤羽克仁,丸谷宜史,田中弘美,佐藤誠
    • 学会等名
      第19回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 装着感に優れた小型軽量な点接触 ハプティック子バイスの開発2014

    • 著者名/発表者名
      徐美玲,赤羽克仁,佐藤誠
    • 学会等名
      第19回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 動的粘性制御を実現するワイヤ駆動型力覚提示装置用 モータドライバの提案2014

    • 著者名/発表者名
      稲本和幸,赤羽克仁,佐藤誠
    • 学会等名
      第19回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 両手 10 本の指先位置情報を基にした 3D 手モデルによるVR操作システムの構築2014

    • 著者名/発表者名
      三宅慧,小金山洋,赤羽克仁,佐藤誠
    • 学会等名
      第19回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] An Animal Image Haptization System with 3D Model2014

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Okubo, Katsuhito Akahane, Makoto Sato
    • 学会等名
      NICOGRAPH International 2014
    • 発表場所
      Gotland, Sweden
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-06-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 3D Translational Haptic Motion Rendering from a 2D Image Sequence2014

    • 著者名/発表者名
      Anusha Jayasiri, Katsuhito Akahane, Makoto Sato
    • 学会等名
      3DSA2014
    • 発表場所
      Soul, Korea
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Haptic Interaction2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Okubo, Katsuhito Akahane and Makoto Sato
    • 総ページ数
      319
    • 出版者
      Springer Japan
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学佐藤誠研究室

    • URL

      http://sklab-www.pi.titech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-03-30  

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