2015 Fiscal Year Annual Research Report
身体動作再現のための体表面への力学的刺激による行動誘発
| Project/Area Number |
15H05315
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
牧野 泰才 東京大学, 新領域創成科学研究科, 講師 (00518714)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | ハプティクス / 行動誘導 / 身体性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，人の身体の行動を誘発するような触覚刺激を利用し，実用的な応用展開を目指す．研究の展開としては，１）身体行動を誘発するような触覚刺激の探索と実装，２）触覚刺激による身体行動誘発の生理学的な特性の解明，３）身体行動を誘発させるためのデバイスに適したアクチュエータの開発．といったあたりを中心に行った．以下，それぞれについて簡単にまとめる．
１）の刺激の探索と実装については，皮膚表面にせん断変形を与え，関節の屈曲運動を誘発するデバイス，およびジャイロ効果を利用し，腕を振った際に手首の回転を誘発するデバイスをそれぞれ試作し，性能を評価した．前者のせん断変形を与えるデバイスについては，それにより刺激を行った際の反応時間がどのようになるかという観点で，２）の研究に繋げた．その結果，視覚のみで情報を提示した場合に比べ，（せん断変形に限らず）触覚を付与することでその反応時間が短くなることが示唆された．これは，何かを操作しているときに，触覚刺激と組み合わせることで，より早い身体反応を生じさせることが出来ることを示唆するものであり，安全な機器操作などに繋がる重要な発見である．３）の身体行動誘発のためのアクチュエータ開発では，エネルギー効率よく，薄型化が可能な静電アクチュエータの実現について考え，シミュレーションと実基板による実装を行った．こちらはまだ基板の動作チェックを行っている段階であるが，適切な駆動パターンにより，モータなどよりも静音で低消費電力な小型アクチュエータの実現を目指している．
またこれらの開発を元に，身体行動誘発という新しい切り口が，どのような実応用に展開できるのかを考え，いくつか提案している．これについては，以降の「今後の研究の推進方策」でより詳細に述べる．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上述の3つの柱である，１）触覚刺激の探索・実装，２）生理特性の解明，３）アクチュエータ開発のそれぞれについて述べる．
１）については，実際に，手首の回旋運動や，肘関節の屈曲運動を誘発する触覚刺激を発見し，それに基づいた装置を実現できており，当初想定した程度かそれ以上に進展していると考えている．２）について，当初は触覚刺激により半自発的に行動が誘発されているかどうかを検証する予定であったが，そちらについては，半自発的と言える結果ではなかった．一方，それとは別に，視覚刺激のみの場合と比べ，触覚刺激が付与された方が，その反応時間が短くなることが発見された．これは，本研究テーマにより人の行動を詳細に検証する過程で得られた重要な発見であり，この点においても想定以上に進展したと考えている．この成果は応用範囲が広く，今後の多様な応用を計画している．３）のアクチュエータ開発については，シミュレーションにより駆動パターン等の検討を行い，H27 年度は，実際に動作確認のための基板試作を行った．実際の動作確認はまだ出来ていないが，こちらもほぼ順調に進んでいる．
以上より，本年度の研究は計画通りかそれ以上に，おおむね順調に進展していると自己評価している．
|
| Strategy for Future Research Activity |
身体動作の誘発を行えるデバイスが出来た場合に，それを何に利用するかという観点について，本研究では主に2つの新しい応用を考えている．
1つは，空中に提示される立体映像とのインタラクションである．空中に提示された立体像をマニピュレーションする際に，特定のキーの位置に手を誘導するなどの目的で本研究の技術が利用できると考えている．そのための立体映像提示技術として，隣接するブース内に立体映像を再構成し，その中に半透過スクリーンを挿入し断面を可視化するXSectionScopeというデバイスなどを開発した．このような立体映像とのインタラクションプラットフォームを有効活用し，立体映像内の特定の位置，角度に手を誘導し，ユーザに必要な情報を提示できるような応用を考えている．
2つめの応用として，ヘッドマウントディスプレイ（HMD）を利用したVR体験においての，歩行支援としての利用を考えている．HMDを装着し，VR環境を探索するような応用を考えた場合，その歩行可能範囲は部屋のサイズで決まってしまう．一方，HMD内の映像を改変することで，曲がって歩いていても映像的には直線的に歩行しているように感じさせるというのは容易である．この，「無意識的に曲がって歩く」部分に，本研究で開発した装置を利用し，歩行の度に足首を適切な角度に曲げ，進行方向を誘導することを考えている．
これら，実アプリへの応用をベースに，H27年度に行ってきた3つの柱について同じように研究開発を進める．特に，静電アクチュエータの開発については，実際に皮膚の表面に沿わせるような形での曲面への実装のような，より応用に近い開発を行っていくことを計画しており，そのための基礎検討を推進する．また，生理特性の解明によって得られた「触刺激を与えたほうが，動作の反応速度が短くなる」という知見を，応用展開することも本年度の課題の一つである．
|
Research Products
(8 results)
