Heat-radiation-based airborne type haptic interface

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22879
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: Saga Satoshi 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (10451535)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: 触覚ディスプレイ / 熱放射 / 錯触覚

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this research is to realize a tactile illusion presentation system that uses thermal radiation to present virtual objects in space. We have implemented a system that projects thermal radiation using a laser scanner. Furthermore, we proposed a method of acquiring the spatial position of the palm by combining thermal and optical images, and completed the presentation system.
In addition, we developed a heat presentation system using a Peltier device to verify the sensory changes caused by spatio-temporal pattern changes in heat presentation. We developed the thermal grille illusion, which generates pain by altering the spatial distribution of heat, and verified that the control of the spatio-temporal distribution of heat speeds up the response of pain generation.

Free Research Field

バーチャルリアリティ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の目的は，熱放射を利用し，空間中で仮想物体を提示する錯触覚提示装置を実現することである．我々はこれまでに熱放射をレーザスキャナで投影するシステムを実装した．さらに，熱画像と光学画像を組み合わせた掌の空間位置取得手法を提案し，提示システムを完成させた．加えて，熱提示における時空間パターン制御により，痛み生起時間を高速化する手法についても提案，検証した．
このように空間中で仮想物体情報を錯覚として提示可能なシステムにより，非接触ながら触覚情報を提供可能なインタフェースデバイスを実現し，熱による痛み提示の特性について明らかにすることで，今後の熱による触覚インタフェース開発の可能性を示した．