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触感空間と皮膚変形量空間の多次元対応を用いた質的表現からの触感生成技術

公募研究

研究領域質感認知の脳神経メカニズムと高度質感情報処理技術の融合的研究
研究課題/領域番号 25135717
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関名古屋大学

研究代表者

岡本 正吾  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10579064)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2014年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードハプティクス / 触感 / 皮膚変形 / 指腹
研究実績の概要

触感は複数の独立因子から成る多次元な空間で表現される.この触感空間と対応する指腹の皮膚変形を特定することは,触感を理解し,工学的再生技術につなげる鍵となる.しかしながら,多次元の触感空間と対応する皮膚変形空間は特定されていなかった.本応募課題は,皮膚変形の時系列情報を触感に影響する物理量空間の基軸と捉え,触感に影響する物理量と多次元の触感空間を対応付けることを可能とした.
上記を実現するために,A) 素材を能動的に触察している指腹の皮膚変形を計測する技術および,B) 多次元触感空間と物理量空間を対応付ける技術を開発した.
A) 人の指腹が素材を触察しているときのせん断変形をμm オーダで計測する技術はこれまでにない.本研究では,小型高精度の加速度センサを用いて,指腹のせん断変形を推定した.加速度センサを指の側面に接着し,指腹側面の変形を計測した.加振機で加えた振動を基に,指腹のせん断変形の周波数伝達関数を特定し,側面の変位とせん断方向の変位を関係づけた.触感分析のためのセンサとしてサブμm オーダの精度を実現した.
B) 触感空間と物理量空間が対応するように,物理量空間の基底(皮膚変形のスペクトラム)ベクトル群を決定した.①心理学の手法で知られた類似度比較法を用いて,30 種程度の素材から,触感の多次元空間を構築した.空間の基底は,形容詞である.②素材を触察したときの指腹の皮膚変形の時系列情報から,振幅スペクトラムを計算し,皮膚の機械受容器の周波数応答特性や,触覚の周波数弁別閾を根拠とし,このスペクトラムを10 程度のサブバンドに分割した.因子分析を用いて,これら素材を3次元の空間に配置した.③①で得られた触感空間と②で得られた物理量空間上での素材の配置がもっとも類似するように,振幅スペクトラムのサブバンドの幅を調整した.こうして決定された物理量空間は,触感空間と対応する.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Vibrotactile stimulation to increase and decrease texture roughness2015

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Asano, Shogo Okamoto, and Yoji Yamada
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Human-machine Systems

      巻: - 号: 3 ページ: 393-398

    • DOI

      10.1109/thms.2014.2376519

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multidimensional Matching of Tactile Sensations of Materials and Vibrotactile Spectra2014

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro Matsuura, Shogo Okamoto, Hikaru Nagano, and Yoji Yamada
    • 雑誌名

      Information and Media Technologies

      巻: 9 号: 4 ページ: 505-516

    • DOI

      10.11185/imt.9.505

    • NAID

      130004705286

    • ISSN
      1881-0896
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 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] Haptic Invitation of Textures: Perceptually Prominent Properties of Materials Determine Human Touch Motions2014

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Nagano, Shogo Okamoto, and Yoji Yamada
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 7 号: 3 ページ: 345-355

    • DOI

      10.1109/toh.2014.2321575

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Toward quality texture display: Vibrotactile stimuli to modify material roughness sensations2014

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Asano, Shogo Okamoto, and Yoji Yamada
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 28 号: 16 ページ: 1079-1089

    • DOI

      10.1080/01691864.2014.913502

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Semantically layered structure of tactile textures2014

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Nagano, Shogo Okamoto, and Yoji Yamada
    • 雑誌名

      Haptics: Neuroscience, Devices, Modeling, and Applications

      巻: 1 ページ: 3-9

    • DOI

      10.1007/978-3-662-44193-0_1

    • ISBN
      9783662441923, 9783662441930
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Friction sensation produced by laterally asymmetric vibrotactile stimulus2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Imaizumi, Shogo Okamoto, and Yoji Yamada
    • 雑誌名

      Haptics: Neuroscience, Devices, Modeling, and Applications

      巻: 2 ページ: 11-18

    • DOI

      10.1007/978-3-662-44196-1_2

    • ISBN
      9783662441954, 9783662441961
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 階層構造を有する知覚空間の計算手法2014

    • 著者名/発表者名
      永野 光, 岡本 正吾, 山田 陽滋
    • 学会等名
      第14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
      東京
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
  • [学会発表] 触感を表現する言葉の多階層モデルの構築2014

    • 著者名/発表者名
      永野光, 岡本正吾, 山田陽滋
    • 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
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
  • [学会発表] せん断方向に非対称な振動触刺激による摩擦知覚現象2014

    • 著者名/発表者名
      今泉旭裕, 岡本正吾, 山田陽滋
    • 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
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
  • [備考] 岡本 正吾 (Shogo OKAMOTO)

    • URL

      http://www.mech.nagoya-u.ac.jp/asi/ja/member/shogo_okamoto/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
  • [産業財産権] 複数の感性語間の関連性を示す階層構造グラフの自動作成方法、自動作製装置、自動作成プログラム、およびその自動作成プログラムを記録した記録媒体2014

    • 発明者名
      岡本正吾,永野光
    • 権利者名
      岡本正吾,永野光
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-09-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 複数の感性語間の関連性を示す階層構造グラフの自動作成方法、自動作製装置、自動作成プログラム、およびその自動作成プログラムを記録した記録媒体2014

    • 発明者名
      岡本正吾,永野光
    • 権利者名
      岡本正吾,永野光
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-09-01
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2018-03-28  

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