人工現実感の臨場感を高めるための視覚と触覚の統合化に関する基礎研究

视觉与触觉融合增强人工现实临场感的基础研究

基本信息

批准号：
12750374
负责人：
和田親宗
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology (2001)Hokkaido University (2000)
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750374/
关键词：
人工現実感透過型HMD 触覚刺激立体視

项目摘要

透過型ヘッドマウンテッドディスプレイ(透過型HMD)を使うことで、人工的に作り出された仮想画像を現実環境に重ね合わせて、使用者に呈示することができる。しかし、現在の透過型HMDでは、仮想画像で惹起される奥行き感と現実空間の奥行き感とが異なってしまう。何らかの作業をする際には手からの触覚情報を利用するので、この触覚情報を使うことで奥行き感ずれを減らせないかと考えた。昨年度は、どの程度奥行き感ずれが生じるのかを調べた。その結果、仮想画像の理論的な呈示位置とそれを知覚している奥行き位置との間にはずれが生じることがわかった。例えば、ある被験者では、上肢長の80%の位置に仮想円が呈示された場合、ボタンを押そうと指を動かしていくと、(知覚された位置が約3cm奥側にあるので)押そうと思っている位置から3cmも手前でボタンが押された状態になってしまう。この時点でおそらく違和感が生じるものと予想した。今年度は、触覚ディスプレイを指先につけ、振動刺激を付加した。これにより、ずれを感じさせなくすることができるかどうかを調べた。まず、仮想画像の理論的な呈示位置で振動刺激が生じるように設定し、仮想画像を指で触るように動かしてもらった。その結果、視覚的に知覚される奥行きと、振動刺激によって知覚される奥行きとの間で違和感が生じることがわかった。次に、この違和感を制御できるかどうかを調べた。その結果、仮想画像呈示位置の前後2〜3cmで指先に振動刺激を付加すると、被験者は仮想画像表面に触れているものと錯覚した。言い換えると、振動刺激を付加することで、違和感無く奥行き感ずれを制御することが可能であることがわかった。ただ、仮想画像の前後数センチのずれは依然として存在する。今後の検討課題である。

透明的头部安装显示器（透明的HMD）允许将人为创建的虚拟图像叠加在真实环境中并呈现给用户。但是，使用当前的传播HMD，虚拟图像的深度和真实空间的深度不同。执行任何任务时，我们会使用手中的触觉信息，因此我们认为使用此触觉信息会降低深度感。去年，我们调查了发生了多少深度差异。结果，发现虚拟图像的理论表现位置与感知的深度位置之间存在偏差。例如，在一个主题中，如果在上肢长度的80％处呈现虚拟圆圈，则如果他移动手指以按按钮，则按钮将在他要按下的位置之前将按钮按3厘米（因为感知到的位置约为3厘米）。我希望这会引起一些不适。今年，我们在指尖上放置了触觉显示，并增加了振动刺激。我们调查了这是否可以防止差异发生。首先，设置虚拟图像，以便在理论表现位置生成振动刺激，并用手指移动虚拟图像。结果，发现在视觉上感知的深度和振动刺激感知的深度之间会产生不适感。接下来，我们调查了是否可以控制这种不适。结果，当振动刺激在虚拟图像呈现位置的前后2-3厘米处施加到指尖时，受试者感到他正在触摸虚拟图像表面。换句话说，已经发现，通过添加振动刺激，可以控制深度感，而不会感到不适。但是，在虚拟图像之前和之后，仍然存在一些厘米的偏差。这是将来要考虑的话题。