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2019 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
キーワードハプティクス / 触感 / ディスプレイ / テクスチャ / 粗さ / 摩擦
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できる.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.
期間中に,機械的(振動)刺激と静電気を用いた摩擦刺激を併用する触覚テクスチャディスプレイを開発した.主に摩擦提示能力や表面の絶縁方法について,改良を得ながら,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,ディスプレイを用いて触感提示能力を実験的に検証した.具体的には,グレーティングスケールと呼ばれる粗さ試料(単純な一波長型と,複雑な二波長型の両方)と,木材や布などの自然素材の触感を再現して提示することを試みた.その結果,グレーティングスケールについては,従前の機械刺激か摩擦刺激のどちらか一方のみを用いる場合よりも,本研究で開発した併用型が,知覚される触感のリアリティの面から,はっきりと優れていることが示された.自然素材については,併用型の方が優れている素材と,従来の手法でも十分に対応できる素材に別れることが示された.どのような素材について,従来手法でも十分であるかは今後の検討課題である.
さらに,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.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 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of material hardness on friction between a bare finger and dry and lubricated artificial skin2020

    • 著者名/発表者名
      Koki Inoue, Shogo Okamoto, Yasuhiro Akiyama, and Yoji Yamada
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 13(1) ページ: 123-129

    • DOI

      10.1109/TOH.2020.2966704

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase difference between normal and shear forces during tactile exploration represents textural features2020

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

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 13(1) ページ: 11-17

    • DOI

      10.1109/TOH.2019.2960021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between spatial variations in static skin deformation and perceived roughness of macroscopic surfaces2020

    • 著者名/発表者名
      Shogo Okamoto and Ariei Oishi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 13(1) ページ: 66-72

    • DOI

      https://doi.org/10.1109/TOH.2020.2964538

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Virtual roughness textures via a surface tactile texture display using vibrotacitle and electrostatic friction stimuli: Improved realism2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Otake, Hikaru Hasegawa, Shogo Okamoto, Yoji Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of 13th International Conference on Human System Interaction

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Random switch of adhesion and deformation friction depends on material hardness2020

    • 著者名/発表者名
      Koki Inoue, Shogo Okamoto, Yasuhiro Akiyama, and Yoji Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE Global Conference on Life Sciences and Technologies

      巻: - ページ: 204-206

    • DOI

      10.1109/LifeTech48969.2020.1570618852

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Softness presentation via friction force control on electrostatic tactile panel display2020

    • 著者名/発表者名
      Giryeon Kim, Shogo Okamoto, Yasuhiro Akiyama, and Yoji Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE Global Conference on Life Sciences and Technologies

      巻: - ページ: 219-221

    • DOI

      10.1109/LifeTech48969.2020.1570618774

    • 査読あり
  • [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] Affective vibrotactile stimuli: Relation between vibrotactile parameters and affective responses2019

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

      International Journal of Affective Engineering

      巻: 18(4) ページ: 171-180

    • DOI

      10.5057/ijae.IJAE-D-18-00008

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 指で皮膚を擦る時に皮膚の柔らかさが摩擦係数に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      井上公貴、岡本正吾、秋山靖博、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2019
  • [学会発表] テクスチャ触知覚において指腹に生じる法線力と接線力の位相差は弁別できる2019

    • 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2019
  • [備考] 名古屋大学 岡本正吾のホームページ

    • URL

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

  • [備考] 名古屋大学 支援ロボティクス研究グループのホームページ

    • URL

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

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公開日: 2021-01-27  

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