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2018 年度 実績報告書

新たな触原色原理に基づく力覚提示の基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 18H04110
研究機関電気通信大学

研究代表者

梶本 裕之  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80361541)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード触感 / 力覚 / バーチャルリアリティ
研究実績の概要

研究初年度である本年度は個々の力覚提示要素を最適化する手法の確立に関して行った.
まず皮膚のせん断変形を用いた力覚提示は,その原理を解明するための皮膚変形計測装置の作成と評価を行った.さらに皮膚のせん断変形による力覚の身体各所への適用を試み,指先および足首において一定の力を提示できることを確認した.指先への提示に関してはさらに小型エアポンプを用いた疑似力覚提示装置まで作成した.ここで開発した小型エアポンプによる機構は,足裏に適用することで歩行感覚の変容に利用できることも明らかにした.
腱電気刺激による力覚提示については,前腕部に複数の電極を配置し,そこからの電流の重みを最適化することによる擬似力覚提示を行うシステムを構築した.さらに腱電気刺激と振動触覚提示,視覚提示を組み合わせることによってよりすばやくリアルな力覚を生起することを確認した.

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

30年度の研究は,腱振動,腱電気刺激,皮膚せん断変形という3つの手法に関する最適化を行うことを当初の目的としていた.このうち腱電気刺激および皮膚せん断変形については当初の予定通りの成果を挙げた.腱振動に関しては最適化を行うには至らなかったものの,現在その端緒に取り掛かっている状況である.さらに従来の提案を拡張した,指先や足への疑似力覚提示や歩行感覚提示に関する研究についても行った.
以上により,おおむね順調に研究が進んでいる.

今後の研究の推進方策

年度は昨年度までに検証された個々の力覚提示要素を組み合わせたコンパクトな力覚提示装置を構築する.
腱振動入力による筋紡錘刺激については,従来の手法が一つの腱を主に対象としていたのに対して動作に関わる多数の腱を同時に刺激することで錯覚量を強めることを試みる.さらに振動波形の変調による,触覚として知覚できない深部刺激を検討する.
腱電気刺激による力覚提示は電極の配置による深部選択刺激をさらに進めるとともに,実際に生じている現象を明らかにするために受容器刺激に対する反射現象を観察する.
皮膚のせん断変形を用いた力覚提示は,昨年までに小型軽量のアクチュエータで指先および足への力覚提示が可能であることを示した.本年はこれをウエアラブル化する.
さらに上記の力覚提示手法を視覚提示と組み合わせるとともに,ごく微小な触覚提示(例えば手のひらへの振動提示)を行うことで身体運動の変調がどの程度生じるか検証する.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Haptic interface using tendon electrical stimulation with consideration of multimodal presentation2019

    • 著者名/発表者名
      Akifumi TAKAHASHI, Kenta TANABE, Hiroyuki KAJIMOTO
    • 雑誌名

      Virtual Reality & Intelligent Hardware

      巻: 1 ページ: 163-175

    • DOI

      10.3724/SP.J.2096-5796.2019.0011

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Grip Force Modulation by Finger Posture2019

    • 著者名/発表者名
      H.Asazu, M.Miyakami, H.Kajimoto
    • 学会等名
      Augmented Human 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection Thresholds of the Height Difference between Visual and Physical Step2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Kobayashi, Yuki Kon, Hiroyuki Kajimoto
    • 学会等名
      Augmented Human 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of a device reproducing the pseudo-force sensation caused by a clothespin2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Miyakami, Takuto Nakamura, Hiroyuki Kajimoto
    • 学会等名
      Augmented Human 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 洗濯ばさみによる疑似力覚生起現象を再現するデバイスの予備的検証2019

    • 著者名/発表者名
      宮上昌大,中村拓人,梶本裕之
    • 学会等名
      インタラクション2019(第23回一般社団法人情報処理学会シンポジウム)
  • [学会発表] Optimization of the Hanger Reflex (I): Examining the Correlation Between Skin Deformation and Illusion Intensity2018

    • 著者名/発表者名
      M. Miyakami, Y. Kon, T. Nakamura, and H.Kajimoto
    • 学会等名
      EuroHaptics2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Haptic Interface Using Tendon Electrical Stimulation: Evaluation of the Effectiveness on Multimodal Presentation2018

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Takahashi, Kenta Tanabe, and Hiroyuki Kajimoto
    • 学会等名
      6th ACM Symposium on Spatial User Interaction
    • 国際学会
  • [学会発表] Presentation of Stepping Up and Down by Pneumatic Balloon Shoes Device2018

    • 著者名/発表者名
      Masato Kobayashi, Yuki Kon, Hiroyuki Kajimoto
    • 学会等名
      AsiaHaptics2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Presenting a Pseudo-Force Sensation Using a Clothespin2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Miyakami, Hiroyuki Kajimoto
    • 学会等名
      AsiaHaptics2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation on the Cutaneous/Proprioceptive Contribution to the Force Sensation Induced by Electrical Stimulation Above Tendon2018

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Takahashi, Kenta Tanabe, and Hiroyuki Kajimoto
    • 学会等名
      VRST2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 指の姿勢制御を用いた握力調節2018

    • 著者名/発表者名
      浅津秀行,宮上昌大,梶本裕之
    • 学会等名
      第23回日本バーチャルリアリティ学会大会
  • [学会発表] 足首形状補完による足首ハンガー反射の効率化に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      眞田華道,小林優人,中村拓人,梶本裕之
    • 学会等名
      第23回日本バーチャルリアリティ学会大会
  • [学会発表] 空気圧バルーンを用いた靴型高さ提示デバイスの昇降動作における高さ知覚の拡張に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      小林優人, 今悠気, 梶本裕之
    • 学会等名
      第23回日本バーチャルリアリティ学会大会
  • [学会発表] 洗濯ばさみを用いた指への疑似力覚の提示手法2018

    • 著者名/発表者名
      宮上昌大,梶本裕之
    • 学会等名
      第23回日本バーチャルリアリティ学会大会

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公開日: 2019-12-27  

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