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2014 年度 実施状況報告書

道具を操る分布触覚の機能解明と拡張技術の提案

研究課題

研究課題/領域番号 26630083
研究機関東北大学

研究代表者

昆陽 雅司  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (20400301)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード人間機械システム
研究実績の概要

ヒトが道具に加わる微細な力をあたかも身体の一部のように感じながら操ること(=身体の延長)ができる理由を探求し,皮膚の分布的な触覚の関与と役割を実証することを目的として研究をおこなった.具体的には,(1)心理物理実験による「身体の延長」の知覚能力の検証,(2)皮膚の分布圧計測と多点接触モデリング,および(3)吸引触覚ディスプレイによる触覚分布の再現・拡張によって,分布的な触覚が「身体の延長」に貢献していることを実証する.さらに,得られたメカニズムを元に,道具に加わる触覚をより高感度に増強する新しい触覚デザイン法を考案することを目標とする.
当該年度は,把持した棒状の道具に加わる外力の知覚能力を,心理物理実験と皮膚の分布圧測定によって実測し,吸引圧触覚ディスプレイによって人工的に再現・加工することにより,「身体の延長」に対する触覚の機能と役割を構成論的に実証した.具体的には,ペン状の物体を把持した際の,接触の分布圧を計測する装置を開発するために,外力と分布圧の関係を剛体の多点接触モデルにより近似し,吸引圧により,外力を加えずに皮膚刺激を与える触覚ディスプレイを開発した.また,外力付与時の接触分布圧の変化を,吸引式触覚ディスプレイによって再現し,その際に得られる外力の知覚方向および強度を心理物理実験によって計測した.外力を伴わない吸引圧によって,ペン先に加わる外力が知覚されることを検証し,分布圧の変化によって,外力の方向,および強度を制御できることを確認した.

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

おおむね交付申請書に記載した計画のとおりに進展している。当初の計画では、心理物理実験によるヒトの「身体の延長」の知覚能力の検証をH26に実施する予定であったが、ヒトの道具に加わる外力の知覚に関して、当初の計画よりも興味深い現象が確認されたため、H27も継続して検証を続ける予定である。

今後の研究の推進方策

前述のとおり、ヒトの道具に加わる外力知覚に関して、当初の計画では想定していなかった筋活動の関与を現在検証している。H27年は道具を介した感覚を増強する触覚デザイン手法の提案をめざしているが、それに加えて、ヒトの「身体の延長」に関わる知覚メカニズムの検証を継続して実施することで、提案する研究課題のより深い理解をめざす予定である。

次年度使用額が生じた理由

「身体の延長」に関するヒトの心理物理実験に新しい結果がでてきたため、実験装置の開発に予定してた物品費の使用が減少した。

次年度使用額の使用計画

H27に当初予定していた実験装置の開発と、前述の追加された項目の実験を行うため、すべて使用する予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 その他

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 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Multi-DOF Haptic Representation Using Suction Pressure Stimuli on Finger Pads2014

    • 著者名/発表者名
      Daiki Maemori, Lope Ben Porquis, Masashi Konyo, and Satoshi Tadokoro
    • 雑誌名

      EuroHaptics 2014, Part II, LNCS 8619, Springer-Verlag Berlin Heidelberg

      巻: Part II, LNCS 8619 ページ: 285-294

    • DOI

      10.1007/978-3-662-44196-1_35

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pseudo-Haptic Interface Using Multipoint Suction Pressures and Vibrotactile Stimuli2014

    • 著者名/発表者名
      Daiki Maemori, Lope Ben Porquis, Masashi Konyo, and Satoshi Tadokoro
    • 雑誌名

      Proc. of AsiaHaptics2014

      巻: AsiaHaptics2014 ページ: C-12

    • 査読あり
  • [学会発表] TAKO-Pen:皮膚への吸引圧刺激を用いたペン型疑似力覚インタフェース, 第4報:疑似トルク呈示法の提案と評価2014

    • 著者名/発表者名
      前森 大貴
    • 学会等名
      第15回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 (SI2014)
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2014-12-15
  • [学会発表] 多点吸引圧と振動刺激を用いたペン型疑似力覚インタフェース2014

    • 著者名/発表者名
      前森 大貴
    • 学会等名
      計測自動制御学会東北支部50周年記念学術講演会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2014-12-11
  • [学会発表] TAKO-Pen:皮膚への吸引圧刺激を用いたペン型疑似力覚インタフェース, 第3報:複数の皮膚刺激を用いた全方位力覚表現2014

    • 著者名/発表者名
      前森 大貴
    • 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2014
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      2014-05-26
  • [備考] 東北大学 昆陽雅司

    • URL

      http://www.rm.is.tohoku.ac.jp/~konyo/

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公開日: 2016-05-27   更新日: 2023-03-16  

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