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2022 年度 実績報告書

介在型柔軟デバイスを用いた触知覚を増幅させるなぞり指示ナビゲーション

研究課題

研究課題/領域番号 19K04304
研究機関弘前大学

研究代表者

竹囲 年延  弘前大学, 理工学研究科, 助教 (60517712)

研究分担者 望山 洋  筑波大学, システム情報系, 教授 (40303333)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード触感増幅 / 微小凹凸 / なぞり動作 / 指先 / 触覚
研究実績の概要

薄型で柔軟な装着型の触知覚増幅デバイスの設計について次の研究開発を行った.
・触知覚の増幅効果のある新しい柔軟薄型デバイスの探索・発見・試行錯誤による製作を行った.その結果,ボールペン等の中の含まれる金属ばねやファスナーとして使用されるコイルなどがもつスパイラルコイル構造が,微小凹凸のなぞり触感を増幅させることを発見した.
・次にスパイラルコイル構造が,微小凹凸のなぞり触感を増幅させるメカニズムについて研究を行った.その結果,なぞり時のスパイラルコイルを近接で撮影した動画の観察とスパイラルコイルを使って微小凹凸をなぞる力学シミュレーションから,なぞり時のスパイラルコイルでは,スパイラルコイルを構成しているエレメントの一つ一つが,微小凹凸の表面形状に合わせて,倒れこむ動作や起き上がる動作を行っていることが判った.そして,スパイラルコイルを押さえている指先の皮膚では,エレメントの先端が指先の皮膚表面をこする運動につながり,そのこすられた触感がなぞり触感の増幅作用に大きく関係している可能性が高いことを示した.
・同時に,人間側のスパイラルコイルを使った触感増幅効果やなぞり方(位置方向,圧力,速度)の定量的に計測する方法について研究を行った.その結果.スパイラルコイルを押さえている指先表面皮膚の変化はひずみゲージを貼りつけることで計測できることを示した.その計測結果から,スパイラルコイルの使用時には,皮膚の変形を表すひずみゲージからの出力値が大きくなることが判った.物理的な実験結果からもスパイラルコイルの使用によって皮膚表面の変形が大きくなることを示した.
・脳波計を用いて事象関連電位を計測することで,触感の増幅を観察できる可能性を示した.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 学会発表 (2件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] 指先の微小凹凸なぞり時に起きるP300の検出実験2022

    • 著者名/発表者名
      髙見 景亮,佐久間 航輝,竹囲 年延,和坂 俊昭,藤本 英雄
    • 学会等名
      第23回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2022)
  • [学会発表] なぞり触感を増幅する新たなタッチレンズ構造の調査と製作2022

    • 著者名/発表者名
      竹囲年延,粟野夏希,鈴木紫乃,安藤潤人
    • 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2022(ROBOMECH2022)
  • [図書] ハプティクスとその応用 ―力触覚の伝送・記録・再現・表示―Haptics and Its Applications: Transmission, Record, Reproduction, and Display of Haptics Sensation2023

    • 著者名/発表者名
      大西公平,内村裕,野崎貴裕,斉藤佑貴,辻俊明,安藤潤人,竹囲年延,望山洋,吉元俊輔,澤田秀之,寒川雅之,野間春生,丸山尚哉,下ノ村和弘,溝口貴弘,浅井洋,北村知也,横倉勇希,川合勇輔,外 32名
    • 総ページ数
      340
    • 出版者
      株式会社シーエムシー出版
  • [備考] 身につけるだけで触感が職人並みの感度に高まるデバイス:理工学研究科 竹囲 年延先生

    • URL

      https://youtu.be/lcwj_AwI7ec

  • [産業財産権] 凹凸伝達部材2022

    • 発明者名
      竹囲年延
    • 権利者名
      弘前大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2022-087658

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公開日: 2023-12-25  

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