Development of a strabismic vision support wearable system with video presentation based on feedback control

基于反馈控制的视频演示斜视视觉支持可穿戴系统的开发

• 批准号: 22K12923
• 负责人: 水野 文雄
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12923/
• 关键词: 斜視; 両眼視野闘争; ウェアラブルテクノロジ; ディスプレイ; ヒューマンインタフェース; バーチャルリアリティ; 間欠性外斜視; 視覚支援システム; HMD; 視線検出

これまで我々は顕著な両眼独立運動を行うカメレオンに着目し，ユーザに両眼独立運動による視野を与えるシステムであるバーチャルカメレオンの開発を行った．バーチャルカメレオンはロボットおよびVR技術を用いることで両眼視野闘争が生じるもののヒトとは全く異なる解剖構造と行動様態を有する生物の視野をユーザに付与することが可能としたが，異なる視点においては斜視を擬似的に再現したと見なせる．斜視とは眼位の異常である．すなわち，通常，視線は同じ場所に向かって揃っているが，斜視は右眼と左眼の視線が違う方向に向かっている状態である．我々はこれまでセンサ，カメラやアクチュエータおよびHMD (Head-Mounted)を用いることで両眼独立視を得たが，システムの見直しと行うことで，斜視患者に対して健常者の視野を与えるような器具や視能訓練を行うなどの斜視機能矯正を行うことが可能であると考えている．本研究ではこれまで開発を行ってきたバーチャルカメレオンのシステム構成の見直しと画面位置と姿勢変更可能なHMDデバイス追加により，斜視の症状をリアルタイムにフィードバックして画面の位置や姿勢を制御し健常な視野の付与と視能訓練が可能なウェアラブルシステムの開発を行うことを目的とした．初年度は，アクチュエータを用いた画面の位置・姿勢制御を可能とするHMDの開発を行うこととした．斜視患者については視線異なる方向を見るため画面正面とならないだけでなく、視線軸まわりのねじれも含まれるため市販のHMDは使用できないと考えられる．また，斜視患者は斜視側の視力が衰えている場合も想定されるため，単眼HMDモジュールとして網膜走査型ディスプレイの選定を行い，このHMDモジュールの画面位置・姿勢制御について上下・左右方向への並進移動と各軸周りの回転を実現できるような機構の検討を行った．

到目前为止，我们一直专注于进行突出双眼独立运动的变色龙，并开发了一个虚拟变色龙，该系统通过双眼独立运动为用户提供视野。虚拟变色龙使用机器人和VR技术来创造双眼视野斗争，但是它们可以为用户提供一个具有完全不同的解剖结构和人类行为模式的生物的视野，但从不同的角度来看，它可以被视为斜视的模拟生殖。斜视是眼睛位置的异常。换句话说，虽然凝视通常会与同一位置保持一致，但斜视是右眼和左眼的凝视的条件。到目前为止，我们已经通过使用传感器，相机，执行器和HMD（头部安装）来实现两只眼睛的独立视野，但是通过审查系统，我们相信可以纠正斜视功能，例如实施诸如提供健康的人的视野和能见度训练的仪器，并为斜视患者提供视力。这项研究旨在审查迄今为止已经开发的虚拟变色龙的系统配置，并添加一个可以改变屏幕位置和姿势的HMD设备，以开发可穿戴的系统，该系统可以实时控制斜视的症状，控制屏幕位置和姿势，并提供健康的视野并提供健康的视野，并提供健康的视野。在第一年，我们决定开发一个HMD，允许使用执行器进行屏幕位置和态度控制。对于斜视患者而言，它不仅是屏幕的前视图，因为它们看起来有所不同，而且还包括在视线轴上扭曲，因此人们认为无法使用市售的HMD。此外，由于Strabismus患者可能会削弱斜视方面的视力，因此我们选择了视网膜扫描显示器作为单眼HMD模块，并且我们研究了一种机制，该机制可以在每个轴上，左右方向上的转换运动，以便在每个轴上旋转，以进行此HMD模块的屏幕位置和姿势控制HMD模块。