聴覚代行のための触感を利用した触覚ディスプレイの基礎研究

利用触觉替代听觉的触觉显示器的基础研究

基本信息

批准号：
10750306
负责人：
和田親宗
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

研究の最終的な目的は重度の聴覚障害者に音声の情報を呈示するような装置(タクタイルボコーダ)を開発することにある。与えられる情報量を増やすために、音声の質を触覚の質感(触感)に変換し呈示できないかと考えた。今年度は、触感の内、「ざらざら感」を工学的に惹起させることを試みた。使用者は、手話などを使うため指先を自由に動かせないといけない。そのため、触感を呈示する触感ディスプレイは指先に固定されないといけない。この場合、触感ディスプレイと指先との相対位置は変わらず、触覚刺激だけが指先上を移動することになる。ところで、ディスプレイの指先への装着条件によって、惹起される触感は大きく異なる。そこで、まず、触感ディスプレイの指先への装着条件を求めた。実験では、触覚刺激を指先上で動かし、粗さが最も知覚しやすくなる指先の押しつけ力と刺激の移動速度を求めた。使用者に違和感なく粗さ感を呈示するためには、現実環境での「ざらざら感」をもとに設計しなければならない。そこで、現実環境で粗さを感じるサンドペーパを触感刺激として用いた。その結果、指をサンドペーパに30gf以上押しつけ、サンドペーパを40〜50mm/secの速度で移動させたときに、「ざらざら感」を最も知覚させられることがわかった。次に、改造した点字ディスプレイ(触覚ピンが二次元に配置されている)を触覚ディスプレイとして用いて、「ざらざら感」を惹起させられるかを得られた条件下で調べた。その結果、触覚ピンの振幅が140〜280μmの場合に「ざらざら感」を惹起させられることがわかった。最後に、惹起された「ざらざら感」がどの程度の粗さ感に相当するかを、サンドペーパを基準に表すことを試みた。その結果、今回使用した触感ディスプレイでは、サンドペーパの#40〜#90に相当する粗さ感を惹起させられることがわかった。

该研究的最终目的是开发一种为严重聋哑人提供音频信息的设备（触觉声码器）。为了增加给出的信息量，我们认为我们可以将声音的质量转换为触摸的质地并呈现。今年，我们试图对触摸的“颗粒感”进行设计。用户必须能够在使用手语和其他东西时自由移动指尖。因此，触摸触摸的触摸显示必须固定在指尖上。在这种情况下，触觉显示器的相对位置和指尖保持不变，只有触觉刺激才能在指尖上移动。顺便说一句，根据显示器引起的触摸感，取决于将其连接到指尖的条件。因此，首先，我们确定了将触摸显示器连接到指尖的条件。在实验中，触觉刺激在指尖上移动，以确定压在指尖的力和最有可能感知粗糙度的速度。为了在没有任何不适感的情况下向用户呈现粗糙度，必须基于真实环境中的“颗粒感”。因此，在真实环境中粗糙的砂纸被用作触觉刺激。结果，发现当您将手指按至少30GF并以40至50mm/sec的速度移动砂纸时，您会大部分感觉到一种粗糙的感觉。接下来，将修改后的盲文显示器（将触觉引脚置于二维的位置）用作触觉显示，以调查是否可以唤起“颗粒感”。结果，发现当触觉引脚振幅为140-280μm时，就会诱发“颗粒感”。最后，我们试图使用砂纸作为描述“颗粒感”唤起的粗糙度与相对应的粗糙度的参考。结果，发现这次使用的触觉显示散发出了相当于＃40至＃90砂纸的粗糙度。