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2016 年度 実績報告書

テーブルトップディスプレイにおける視触覚インタラクション技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26280069
研究機関東京大学

研究代表者

山本 晃生  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40313035)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードヒューマンインタフェース / ハプティクス / アクチュエータ / 静電気力
研究実績の概要

本研究ではテーブルトップディスプレイ上での新しいインタラクション実現をめざし,静電気力を活用したインタラクション技術の研究を行った.
従来研究で,静電アクチュエータによる画面上物体駆動(Active Tangible Interface)や,静電吸着による受動力覚提示(Multi-Touch Surface Haptics)を実現しているが,これらは低推力での駆動もしくは受動力覚提示のいずれかしか行えないという課題があり,昨年度,振動の活用による課題の解消を提案した.
提案した振動活用法は大きく二つあり,一つはガラス面にたわみ振動を起こしスクイーズ膜効果で表面摩擦を制御するものである.これにより,本質的に低摩擦を要求する静電アクチュエータと高摩擦を要求する静電吸着の統合が可能になると期待できる.本年度は,静電吸着を実装したガラス面上にスクイーズ膜を発生することで,スクイーズ膜効果と静電吸着を併用して力覚提示を行う可能性について検討し,広いダイナミックレンジで力覚提示ができる可能性を明らかとした.
もう一方の振動活用法は,ガラス面を面内方向に加振し,これと同期して静電吸着を制御することで摩擦を介して物体を駆動する,というものである.基本原理検証のため小型の1自由度プロトタイプを用いて研究を進めたが,昨年度試作では,振動源にボイスコイルモータを用いており振動周波数が低かった.そのため,低い位置決め性能や可聴音発生という課題があった.本年度は振動の高周波数化をめざし圧電素子を用いたプロトタイプを試作し,高周波数化における本システムの課題を検討した.
また,静電アクチュエータの新たな駆動方法として昨年度提案した2相移動子電極を用いた静電誘導モータについて検討を進め,アクチュエータ動作時の移動子の挙動を明らかとし,性能低下につながる挙動を改善したプロトタイプを実現した.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

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、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Interaction force estimation on a built-in position sensor for an electrostatic visuo-haptic display2016

    • 著者名/発表者名
      Taku Nakamura and Akio Yamamoto
    • 雑誌名

      ROBOMECH Journal

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40648-016-0050-6

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Multi-user Surface Visuo-Haptic Display Using Electrostatic Friction Modulation and Capacitive-type Position Sensing2016

    • 著者名/発表者名
      Taku Nakamura and Akio Yamamoto
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 9 ページ: 311-322

    • DOI

      10.1109/TOH.2016.2556660

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 2相移動子を用いたLC共振静電誘導モータにおけるヒステリシス特性の改善2017

    • 著者名/発表者名
      竹井一真,山本晃生
    • 学会等名
      2017年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      慶應義塾大学矢上キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-13 – 2017-03-15
  • [学会発表] 圧電振動と静電吸着によるマルチスライダ式リニアアクチュエータの検討2017

    • 著者名/発表者名
      徐力,山本晃生
    • 学会等名
      2017年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      慶應義塾大学矢上キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-13 – 2017-03-15
  • [学会発表] Surface Electrostatic Actuators for Computer-Human Interactions on Tabletops2017

    • 著者名/発表者名
      Akio Yamamoto
    • 学会等名
      2017 IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • 発表場所
      長岡技術科学大学(新潟県長岡市)
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modeling of Voltage Induction of a Resonant Electrostatic Induction Motor using 2-phase Slider and a Single Coil2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Takei and Akio Yamamoto
    • 学会等名
      2016 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-15
    • 国際学会
  • [学会発表] A Multi-slider Linear Actuator Using Modulated Electrostatic Attraction and Inertia Effect2016

    • 著者名/発表者名
      Li Xu and Akio Yamamoto
    • 学会等名
      MECATRONICS - REM 2016
    • 発表場所
      Compiegne, France
    • 年月日
      2016-06-15 – 2016-06-17
    • 国際学会
  • [学会発表] 静電力覚提示のための LC 共振を用いた無線給電の試み2016

    • 著者名/発表者名
      中村琢,山本晃生
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [学会発表] Extension of an Electrostatic Visuo-Haptic Display to Provide Softness Sensation2016

    • 著者名/発表者名
      Taku Nakamura and Akio Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE Haptics Symposium 2016
    • 発表場所
      Philadelphia, USA
    • 年月日
      2016-04-08 – 2016-04-11
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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