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2021 年度 実績報告書

牽引力錯覚を利用したハプティックインタフェースの人間工学研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K24374
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

田辺 健  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (60847557)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2022-03-31
キーワード牽引力錯覚 / 人間工学 / ハプティクス / ヒューマンインタフェース
研究実績の概要

昨年度に牽引力錯覚を利用したハプティックインタフェースの具体的な応用例として,視覚障害者が白杖の操作方法を習得するための訓練システムを開発した.今年度はこのシステムをブラッシュアップし,効果を検証した.具体的には,白杖操作の基本一つであるタッチテクニックを対象とし,適切な振り幅を牽引力錯覚によってフィードバックした.タッチテクニックでは,肩幅よりやや広めの幅で白杖を左右均等に振ることが重要とされている.そこで,目標の振り幅との誤差をモーションキャプチャによって検出し,その誤差に応じて牽引力を制御した.牽引力錯覚を利用して振り幅を誘導する前と後で目標の振り幅との誤差を比較した結果,誤差が有意に低下することが確認された(N=12).つまり,本システムを利用することで特定の振り幅を教示できることが示された.
また,牽引力錯覚を利用したハプティックインタフェースを展開していくために,初年度に明らかにした非対称振動刺激の設計論をもとに,錯覚を誘発できるモジュールを開発した.本モジュールでは,スタンドアロンで駆動するものとバッテリと無線で駆動する2種類を実装した.これらのモジュールはボイスコイル型振動子と制御回路で構成されている.スタンドアロン型は簡易的に錯覚を体験することやワークショップでの利用を想定して開発された.無線型は白杖などのデバイスの中に内蔵することを想定して開発された.これらのモジュールによって,牽引力錯覚を利用したハプティックインタフェースのアプリケーション開発の基盤を構築することができた.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Contribution of Vibration, Tapping Sound, and Reaction Force to Hardness Perception During Indirect Tapping Using a White Cane2022

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Nunokawa Kiyohiko、Doi Kouki、Ino Shuichi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 15 ページ: 1~1

    • DOI

      10.1109/TOH.2022.3155106

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Training System for White Cane Technique Using Illusory Pulling Cues Induced by Asymmetric Vibrations2022

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Nunokawa Kiyohiko、Doi Kouki、Ino Shuichi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering

      巻: 30 ページ: 305~313

    • DOI

      10.1109/TNSRE.2022.3148770

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 視覚障害者の白杖操作のための牽引力錯覚を利用した訓練システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      田辺健、布川清彦、土井幸輝、井野秀一
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会 ハプティクス研究委員会 第28回研究会
  • [学会発表] 白杖を用いた間接的なタッピングによって発生する振動・打撃音・反力と硬さ知覚の関係2021

    • 著者名/発表者名
      田辺健、布川清彦、土井幸輝、井野秀一
    • 学会等名
      第26回日本バーチャルリアリティ学会大会
  • [学会発表] Identification of Physical Factors Contributing to Hardness Perception of Objects During Indirect Tapping Using White Canes2021

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Nunokawa Kiyohiko、Doi Kouki、Ino Shuichi
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Implement of the Training System for White Cane Technique using Haptic Illusion2021

    • 著者名/発表者名
      田辺健、布川清彦、土井幸輝、井野秀一
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会

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公開日: 2022-12-28  

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