| 研究課題/領域番号 |
26870450
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
中妻 啓 熊本大学, 自然科学研究科, 助教 (40635645)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 触覚テクスチャ / 表面粗さ測定 / 超音波計測 / ヒューマンコンピュータインタラクション / バーチャルリアリティ |
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| 研究実績の概要 |
本研究は人間が物体表面に触れた際に生じる「ざらざら」「つるつる」といった触覚テクスチャの遠隔計測法の確立を目指している。触覚テクスチャ近くに関連する物理量は複数あるがその中でもテクスチャ知覚に主要な影響を与えると予想される物体表面の微細な凹凸形状、すなわち表面粗さを測定対象として研究を進めている。ヒトがテクスチャとして感じる表面粗さはナノメートルからミリメートル程度の形状までを含むが、ミリメートル程度の凹凸形状を表面の光学的性質によらず測定するために超音波の反射・干渉を利用した手法を提案している。
今年度の成果は、第一に前年度までに完成させた測定装置を用いて提案する測定系で生じる物理現象のモデルをおおむね良好に再現するデータの取得に成功したこと、第二に測定データから対象表面の凹凸形状を推定する逆問題解法に着手しシミュレーションにおいて基礎的な結果を得たことである。
測定については前年から引き続き様々なパターンの凹凸を与えた測定対象に40kHzの超音波を照射した際の反射波の空間分布を取得した。凹凸パターンによってシミュレーションの結果と整合性のとれるものと一致しないものが現れ、その原因についてさらに考察を進める実験も行うことができた。現在の測定装置ではおよそ5-10mm程度のサイズの凹凸について数値計算結果とよく一致する測定が可能であることを確認している。
また逆問題解法については今年度までにシミュレーションで設定した測定対象の凹凸形状と良好に一致する推定結果を示す解法を確立した。
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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
モデル・測定系の双方について、球面波近似の導入、温度や湿度などの周囲の環境による誤差要因の考慮や直接波の除去手法の確立など行い、よりシミュレーションと実験結果が一致するよう改善がなされた。
また逆問題解法についても実験結果への適用を次年度に残すものの、シミュレーションでおおむね良好な結果を示す手法が確立できた。最終年度での研究の完成に必要な手法・装置については準備ができていることから、おおむね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度では測定データからの物体表面凹凸形状の推定手法の確立を行う。これに向け、逆問題解法の改善および、測定データに含まれるノイズの要因の除去など実験系の改善に取り組む。
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