触錯覚を利用する新しい触覚インターフェースの研究

2014/10/28
大岡昌博
名古屋大学
大学院情報科学研究科
平成26年 人工知能研究振興財団成果発表会
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研究の背景
研究の背景
ベルベットハンドイリュージョン（ＶＨＩ）
研究の目的
装置設計の考え方
掌型触覚マウス
実験方法・手順
実験結果と考察
実験結果と考察
触覚ディスプレイ
まとめ
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人間の五感
視覚
視覚・聴覚
視覚・聴覚・触覚
コミュニケーション手段！
触覚
聴覚
嗅覚
触覚
味覚
視聴覚研究は進んでいる
様々な応用がなされ成熟期
触覚は研究段階
注目度は高く、応用が
期待されている！
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網目を両手で挟んでこすると，やわらかい，すべすべ
の面を感じる現象である
Science museum in San Francisco
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二本の鋼線でもVHIは生じる
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鋼線の方を動かした方がはっきりとしたVHIが生じる
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Passive touch
Stimulus: moving
Hands: starionary
Active touch test
2
Stimulus: stationary
Hands: moving
1
y = 0.0122x − 0.425
Scale value
Scale value
2
1
y = 0.114x − 4.00
0
40
Wire distance
mm
50
手を動かす
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0
40
Wire distance
mm
50
鋼線の方を動かす
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受動触の方が具合よさそう
複数の触覚システムが関係しているらしい
機械受容単位ではなく脳内で生じている現象らしい
線の感触が勝ると弱くなる
指先より掌の方がはっきりしている
ここちよいとはかぎらない
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VHIを利用して材質感を呈示する
どのような触覚ディスプレイであればよいか
触覚ディスプレイで呈示可能なのか
その触覚ディスプレイでVHIの強さを制御できるのか
二本線以外のパターンでVHIが生じることが可能なのか
二本線で生じるVHIと触覚ディスプレイで生じるVHIに差があ
るのか
◦ 「柔らかい」，「なめらか」以外の感覚と組み合わせた呈示は
可能なのか
◦
◦
◦
◦
◦
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指先呈示の場合
手の触覚特性
ピンピッチ：1mm必要
ピンピッチ：
必要
点の連続！
ピンピッチ：2.4mm
ピンピッチ：
指先の特性を測るためのピンマトリクス
の間隔は1mm程度必要である
ダイナミック型
掌呈示の場合
直線！
ピンピッチ：5mm必要
必要
ピンピッチ：
現在のピン間隔で十分に特性を活かした
実験をすることができる
右手
点字ディスプレイ
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開発した掌呈示型触覚マウス
拇指球部分に呈示できるように設計
呈示する部分
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点字ディスプレイによる呈示方法
掌型触覚マウス（2013年）
•マウスに点字ディスプレイを搭載
マウスに点字ディスプレイを搭載
•仮想空間における物体探査（
仮想空間における物体探査（VR）
仮想空間における物体探査（ ）
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点字ディスプレイによる呈示方法
掌型触覚マウス（2013年）
•マウスに点字ディスプレイを搭載
マウスに点字ディスプレイを搭載
•仮想空間における物体探査（
仮想空間における物体探査（VR）
仮想空間における物体探査（ ）
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点字ディスプレイによる呈示方法
掌型触覚マウス（2013年）
•マウスに点字ディスプレイを搭載
マウスに点字ディスプレイを搭載
•仮想空間における物体探査（
仮想空間における物体探査（VR）
仮想空間における物体探査（ ）
手と呈示面が一体
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手と呈示面が一体
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◎掌呈示型触覚マウスを開発し、VHI
◎掌呈示型触覚マウスを開発し、VHIの呈示性能を評価
VHIの呈示性能を評価
した．
指先と掌に存在する触覚受容器の密度と，現状で可
能なアクチュエータアレイの密度を勘案すると掌呈示
方式で検討することが妥当である
ベルベット生地，金網，二本鋼線，掌呈示型触覚マウ
スに対して，ＶＨＩのマグニチュードを評価したところ，金
網と掌呈示型触覚マウスのＶＨＩ強度は同程度であった
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