2019 Fiscal Year Annual Research Report
Investigations of High-quality Whole Body Tactile Displays by Reproducing Propagated High-frequency Vibrations
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18H01401
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
昆陽 雅司 東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (20400301)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 触覚ディスプレイ / バーチャルリアリティ / 振動伝播 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
没入型バーチャルリアリティシステムで必要となる全身触覚ディスプレイの発展のために，接触により身体に発生する弾性波の空間的広がりの再現により，臨場感を向上させるという新しいパラダイムを提案する．このような分布的な振動情報を理解するために，従来考慮されてこなかった高周波振動の身体上の伝播特性を解明し，振動刺激により任意の伝播特性を再現することを目的とする．
＜学術基盤強化と科学的実証＞
（１）身体の振動計測と物理モデリング：昨年提案した衝突運動および振動伝播特性の高周波振動生成モデルを利用して，モデル中のヤング率を変更することで，把持したスティック状に伝播する振動を介して打撃した対象物の剛性感の違いを提示できることを確認した．さらに，機械に生じる外力と筐体に伝播する振動との関係を計測し，機械の共振特性と伝播する振動の関係について調査した．
（２）心理評価と知覚モデリング：昨年度から引き続き，ヒトの高周波振動受容特性を解明し，知覚上等価となる振動刺激を同定し，振動伝播再現による臨場感向上と，伝播特性変化による主観変化を実証するために，圧電振動子を用いて複数のキャリア周波数や振幅変調する波形に対する心理物理特性を調査した．＜実用システムと応用開拓＞
（３）普及型装着ディスプレイの開発：昨年度提案した高周波振動の感覚等価変換手法を利用して，周波数帯域に制約のある振動子でも高周波振動伝播の再現に利用できることを確認した．
（４）身体運動を伴う触覚拡張型エンタテイメントシステムの開発：（1）で提案したモデルに基づき，異なる楽器や速度で打撃した際の，打楽器の感覚を表現するVRシステムを開発し，楽器の違いなどが表現できることを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画に従い，概ね順調に進捗している．
（１）身体の振動計測と物理モデリングに関しては,当初の予定通り，昨年度提案した物理モデルの研究をさらに進め，伝播する振動をモデル中のパラメータを変更することで打撃対象の剛性などを改変できることを実証した．
（２）心理評価と知覚モデリングについては，昨年度発表した高周波振動の振動知覚特性に関する実験をさらに，広帯域で実施し，使用するモデルパラメータの精度を高めることができた．
（３）普及型装着ディスプレイの開発は，提案する高周波振動の等価変換技術を用いれば周波数帯域に制限のあるアクチュエータでも十分な刺激を生成できることを確認した．
（４）身体運動を伴う触覚拡張型エンタテイメントシステムの開発に関しては，VRエアドラムシステムを開発し，触覚分野の有力国際会議でデモ展示を行い，多くの参加者から好評を得ることができた．
今後も研究実施計画に従い，予定通り研究を推進する．特に，複数の振動子を同時に使用した体験について検証し，振動伝播再現の有効性の検証を行う．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も研究実施計画に従い，予定通り研究を推進する．特に昨年から継続して，高周波振動の知覚特性関して，周波数の変調が可能となる重要な研究成果が得られたことから，既存のLRA型振動子でより臨場感の高い体感を得るための触覚変調方式について，今後も重点的に研究を行う．また，複数の振動子を同時に使用した体験について，検証し，振動伝播再現の有効性の検証を行う．
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Research Products
(9 results)
