| 研究課題/領域番号 |
21K12659
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| 研究機関 | 関西学院大学 |
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研究代表者 |
山崎 陽一 関西学院大学, 工学部, 講師 (90780148)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 触感 / テクスチャ / 生体シミュレーション / マルチスケールモデル |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、物体表面に触れた際に得られるテクスチャ触感について、表面テクスチャと指の接触に伴う相互作用から、相互作用により生じる皮膚の振動や変形といった物理的情報の統合様式までをマルチスケールモデルとして表現することで、テクスチャ触感の形成過程に関する数理的理解の獲得を目指すものである。
2021年度は、テクスチャ触感形成の一次情報にあたる表面テクスチャが指腹に及ぼす空間的な物理作用の推定を可能にする接触シミュレータの開発のため、実施項目1: 接触シミュレータの実装、実施項目2: 接触シミュレータの妥当性検証に向けた環境構築、を実施した。
実施項目1では、粘弾性ユニットを指腹の解剖学的構造を模すように3次元的に接続したモデルを構築することで接触シミュレータの実装に成功した。この接触シミュレータを用いることで、直接的観測が困難な表面テクスチャが指に及ぼす空間的作用の数値的解析が可能になった。
実施項目2では、接触シミュレータの実行において必要となる物性パラメータ及び境界条件を精密に設定可能な評価環境を実装した。評価環境では、表面テクスチャを擬似指により撫でた際に生じる振動の空間的分布の取得が可能である。また3Dプリンタ及び表面形状測定装置などを活用することで任意の表面テクスチャを有する評価用サンプルの試作を可能とした。この環境を用い妥当性検証に用いる多様なドットパターンサンプルを試作した。これらの研究開発により、接触シミュレータの原理的な妥当性検証が可能となった。
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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
研究計画書において本年度は接触シミュレータの開発として、接触シミュレータの実装と原理的な妥当性検証のための環境構築までを想定しており、おおむね想定どおりに実施できた。一方で、表面テクスチャとヒトの指の相互作用に関する接触シミュレータによる解析の妥当性を検証するためのデータ収集についてはコロナ感染拡大のタイミングから実施できなかったが、妥当性検証は次年度の初頭を想定しておりそのタイミングで実施が可能である。以上の状況を統合して「概ね順調に進展している。」と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究計画書に記載した様に、本年度構築した評価環境による接触シミュレータの妥当性検証と、ヒトの指を対象とした数値解析の妥当性検証を実施する。更に検証結果に基づいた接触シミュレータの改良を行う。以上の検証に加えて、接触シミュレータにより取得された表面テクスチャが指腹に及ぼす空間的な物理情報の統合様式を表すモデルを構築する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ感染拡大に伴う社会情勢から、2021年度は研究会・国際会議参加に関わる旅費が発生しなかった。また、研究進捗状況と感染拡大タイミングが重なったためヒトを対象とした実験実施が困難であったため、実験実施に関わる費用も発生しなかった。以上が次年度使用額を生じた理由である。次年度使用額は、当初の使途の通りに本年度実施できなかったヒトを対象とした実験実施、接触モデルの改良、本年度の研究成果の公表に使用する。
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