| 研究課題/領域番号 |
15H05316
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
長谷川 圭介 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任助教 (20733108)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 人間工学 / 非線形音響 / 流体力学 |
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| 研究実績の概要 |
前年度に音響ベッセルビームにより煙の誘導を確認したが、今年度はベッセルビームおよび音響流進行方向を制御するための振動子の位相の決定則を導出し、これをもとに実際に気流の進行方向を制御できることを確認した。具体的には、仮想的な円錐音源を考え、超音波フェーズドアレーの各素子と円錐との距離に応じた位相補償を各素子の出力に加えることでこれを実現した。この際、フェーズドアレーの放射面に対し傾けた円錐について同様の計算を行うことで、放射面に対し鉛直でない方向に流れる音響流の生成ができることがわかった。結果として、超音波フェーズドアレーから数10cm離れたところまでであればヒトの顔よりも小さい断面積の気流が生成されていることを風速計を用いた計測により明らかにした。気流の強さは最速の地点で数m/sであり、その地点での断面積は超音波の波長に近い10mm程度まで絞ることができた。従来のファンやブロアによって生成される流れとは異なり、当該地点が装置の遠方に生成できた。実際に生成した流れによって局在化した匂いの提示を行うことが可能であることも確認した。また、広がりを許せばこの流れは1ｍ以上にわたって伸ばすことができた。これをもって当初の目的である「パーソナルな匂い提示」について、その物理的基盤となる手法の一つが達成されたと考える。
音場からの音響流のシミュレーションについては基本的な検討が完了した。具体的には音響駆動力を音場から求め、流れの加速度の分布を得た。
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| 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
方向および位置を電子的に制御できる音響流の生成に成功し、かつこれによってユーザの鼻腔ににおいを運ぶことは可能であることが実験的に確認されたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在、ユーザの鼻腔を画像処理によって検出し、自由に運動するユーザの鼻腔ににおいを提示するシステムの開発を行っている。今後は当該システムによってどの程度の字空間分解能で匂いの提示が可能であるかについての評価を行う。また、本手法はシステム側であらかじめ用意した匂いの提示だけではなく、すでに環境中に配置された匂いの空間分布を制御することも原理的に可能である。これにより、遠くのものの匂いを特定のユーザまで輸送したり、特定のにおい源からユーザの鼻腔に向かう流れを音響流で別の方向に向けてしまうことで匂いを消したりといった当初想定していなかった応用が考えられるため、これらの実現性について実験的に検討することとしたい。
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