| 研究課題/領域番号 |
18K19797
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
矢野 博明 筑波大学, システム情報系, 教授 (80312825)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| キーワード | バーチャルリアリティ / 非接触力覚提示 / 空気噴流 |
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| 研究実績の概要 |
昨年度課題として明らかとなった提示力の向上として、圧縮空気供給側の供給圧力を上げられるようにシステム構成を見直し、応答速度を上げるために電磁弁から電空レギュレータに交換することで、約6倍の噴流圧力と２倍の応答速度を達成した。これによって、指先に提示できる反力は指先上に取り付けた小型3軸力センサで計測した数値で最大1.6 Nまで向上した。噴流の流量を制御した時の、指先位置毎の力を計測することで流量と力の対応テーブルを作成した。さらに光学式の指先位置計測センサと組み合わせて、指先位置に応じて目的の提示力を提示するための流量をリアルタイムに制御するシステムを構築した。本システムを用いて任意の位置に指先を誘導するアルゴリズムを実装した。実装したアルゴリズムは、基本的には目標位置からの距離に比例して指先の表裏の２方向から提示力を制御するものである。評価実験として、片側噴流および両側から噴流を当てた場合で、目標位置への到達時間や指先位置を計測する被験者実験を行った。初期位置からの目標位置までの移動距離や、被験者が収束したと感じた位置と目標位置との誤差が、それぞれ約50 mm, 0.5 mmとなった5 kPa/mm のゲインにおいて誤差が最小になる傾向にあることが明らかとなった。さらに、このシステムを２次元に拡張し、4つのノズルを用いて指先に非接触で全方位から圧力を加えられるシステムを開発した。予備実験を行い、４方向からの噴流の知覚がこれまでの点での力覚提示ではなく面での力覚提示として捉える必要があることがわかった。
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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
２次元のシステムの評価実験が対面での実験が必要となるため行えていないものの、４方向から噴流を当てることができるシステムを開発し、基礎データの収集、力覚レンダリングアルゴリズムの検討まで行えていることから。
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| 今後の研究の推進方策 |
２次元の力ベクトルの提示手法の評価実験を行うとともに、全方位からの空気噴流による力覚提示のアルゴリズム開発およびその評価を行う。予備実験を行ったところ、指がある程度の大きさを持つことから、複数方向から噴流を当てた場合に噴流同士の力ベクトルの合力ベクトルとして知覚されず、別々の力ベクトルが加わっていると知覚される傾向が見えてきている。このようなケースにおける提示方法についても探索的に調査して、装置開発の仕様として明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
COVID-19の影響で評価実験が遅れ、装置開発の発注ができなかったため。要素部品の選定等を業者と分担して進めるとともに、実験条件を場所の対称性などを考慮して減らすなど、最小限の探索実験に絞ることで開発を加速する。
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