電気刺激と機械刺激を併用した触覚ディスプレイの提示アルゴリズムの研究

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本研究は電気刺激と機械刺激を併用した触覚伝送アルゴリズムの開発とその応用であった．本研究はとくに従来の皮膚感覚提示で提示の難しかった硬さ次元に注目し，バーチャル物体の柔らかさ・硬さ及び粘着の提示手法を検討した．まず電気刺激によってバーチャル物体の柔らかさ・硬さ及び粘着フィードバックを提示する手法を検討した．本研究では，筋肉の無い手掌部での利用を念頭に，腱と皮膚の電気刺激を利用した．皮膚電気刺激はマトリクス状の電極によって接触面の形状情報および接触面の運動情報を提示することが出来る．さらに皮膚電気刺激においては我々が従前の研究で開発した陰極刺激モードによって皮膚が押されるような圧覚を生じさせることができる．これに対して反対方向の力である粘着感を提示するために，指の中にある屈腱を刺激する方法を考えた．続いて2つ目の調査では，物体をタッピングした際の感覚を再現するときに従来からよく用いられてきた機械刺激の減衰正弦波振動に加えて陰極皮膚電気刺激を同時に提示すると，減衰正弦波振動のみ提示することと比較して物体がより柔らかく知覚されるか検討した．実験の結果，陰極の電気刺激の強度が強くなるほど，素材をより柔らかく知覚することが分かった．これは第一の実験結果に類似しているが，本実験では素材を解釈するための視覚フィードバックを用いていない．採用期間中最後の調査では，非対称振動による疑似力覚を親指と人差し指に与え，この力の錯覚によってバーチャル物体を掴むときの物体の柔らかさ・硬さを表現できるかを検討した．我々の従来研究では，DCモータをオーディオ信号によって駆動すると高品位な振動子として働くこと，また入力信号として鋸波等の非対称な波形を用いた場合疑似力覚を提示できることを確認していた．本実験では，指先に反力を提示するためにこの現象を利用した．