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2018 年度 実績報告書

二次元触感ディスプレイの開発とそれを用いた素材恒常性の原理探求

研究課題

研究課題/領域番号 17H04697
研究機関名古屋大学

研究代表者

岡本 正吾  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10579064)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード触感 / テクスチャ / 摩擦 / 振動触刺激 / 粗さ / ディスプレイ / ハプティクス
研究実績の概要

従前の触覚テクスチャディスプレイは,機械刺激を用いる方法と摩擦刺激を用いる方法に大別される.両者は得意とするテクスチャおよび力学的性質が相補的であり,これらを併用することによる触感提示能力の向上と,それによって初めて実現するサイエンスが十二分に期待される.それにもかかわらず,これまでに両者を併用した触覚テクスチャディスプレイは存在しなかった.この触覚テクスチャディスプレイがこれまでのものと大きく異なる点は,表面粗さに関する刺激と,摩擦刺激を独立に制御して提示可能な点である.従来のものはいずれか一方の提示のみを可能とした.通常,素材の表面は粗さと摩擦により特徴づけられるため,新たに開発する触感ディスプレイを用いて素材の触知覚の原理に迫ることが本研究の目的である.
本年度は,まず前年度に開発した触覚テクスチャディスプレイの摩擦提示能力を改善した.具体的にはディスプレイ表面の絶縁体の選定により,無負荷時の摩擦を低減し,静電気負荷時の摩擦力を向上することに成功した.
次に,前年度に調査した結果から仮説を立て,ディスプレイを用いて実験的に検証した.前年度に,ヒトが自然素材を触察するときに発生する作用力(接触力)の2分力(法線力及び接線力)の間に統計的に関係が存在し,これが素材に拠ることを発見した.そのうち,特に2分力間の位相に着目し,触覚テクスチャ知覚に置いてこの位相情報が重要であるかどうかを心理物理実験により調査した.その結果,ヒトは2分力間の位相情報の違いを知覚することが可能であることが判明した.これはただちに,位相情報が触覚テクスチャの知覚に重要であることを意味するわけではないが,これまでに議論されたことが無かった,2分力間の位相情報の意味についてさきがける成果を得た.

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

触察時に指と素材の間に発生する作用力の2分力について,統計的な関係が存在することを見出すことに成功し,その意味を触感ディスプレイを用いて検証するという当初の目的に沿って研究が進んでいる.

今後の研究の推進方策

引き続き,開発した触覚テクスチャディスプレイを用いて,素材の触知覚のためにヒトが利用している統計情報(2分力間の統計情報)が何であるかを追究する.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Tactile texture display with vibrotactile and electrostatic friction stimuli mixed at appropriate ratio presents better roughness textures2019

    • 著者名/発表者名
      Ken Ito, Shogo Okamoto, Yoji Yamada, and Hiroyuki Kajimoto
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Applied Perception

      巻: 16(4) ページ: 20

    • DOI

      10.1145/3340961

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stochastic relationships between the normal and shear interaction forces during tactile exploration of textures2018

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Hasegawa, Shogo Okamoto, Elfekey Hatem, and Yoji Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics

      巻: - ページ: 3029-3034

    • DOI

      10.1109/SMC.2018.00515

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 触察時に指と素材間に作用する法線力と接線力の統計的関係2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川 輝, 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2018
  • [備考] 名古屋大学 機械システム工学専攻 岡本正吾のHP

    • URL

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

  • [備考] 触感ディスプレイ/Tactile texture displays

    • URL

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

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公開日: 2019-12-27  

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