機能性材料を用いた触覚提示装置の開発に関する研究

利用功能材料开发触觉呈现装置的研究

基本信息

  • 批准号:
    15760172
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.05万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

バーチャルリアリティ分野では,触覚提示装置による仮想物体の表面形状,材質,硬さなどの提示が要求されており,多くの研究が行われている.本研究では,まず,機能性材料を用いた表面提示ユニットの試作機製作の検討を行い,ピエゾアクチュエータを用いることで,高周波帯域で十分な変位伝達を行うことができることを確認した.その検討に基づいて,皮膚表面においてせん断変形を生じやすい構造にした触覚提示装置の試作機を製作した.表面形状の静的変化量や動的応答などを定量的に測定し,被験者による主観的定性的評価と比較した.その結果,過去におけるヒトの触覚に関する研究からも妥当な周波数弁別域が得られ,本研究で試作した触覚提示装置の基本特性が妥当なものであることが確認された.さらに,本研究では,硬さ知覚に関して検討した.多くの力覚提示装置ではワイヤー駆動を採用している.それにより低摩擦で滑らかな駆動ができるが,ワイヤー駆動系は機械的剛性がそれほど高くないため,サーボゲインを高くすることが難しく,無理に上げていくと発振が生じやすいという問題もある.このようなデバイスでは硬い壁などを提示することが困難である.そこで本研究では,能動的運動のための力覚提示装置にピエゾアクチュエータによる触覚刺激ユニットを付加し,サーボ剛性以上の硬さの触感を提示させる.仮想的な壁に当たる瞬間にピエゾアクチュエータを高速に変位させ,その反作用力が操作者のハンドル部分に伝わるデバイスを開発した.ステップ状・インパルス状の信号を印加して被験者実験を行ったところ,それぞれにおいてサーボ剛性以上の硬さを知覚することが確認できた.能動的な運動の中における触覚提示の付加により,より上質なハプティック提示が可能となることを示した.
The surface shape, material, hardness and requirements of the object are suggested by the touch prompt device. In this study, functional materials are used in the surface prompt, the experimental mechanism is discussed, and the high frequency band is very different. In addition, the skin surface structure and touch prompt device were manufactured. The static and dynamic characteristics of the surface shape are quantitatively measured and compared. As a result, the basic characteristics of the touch indication device are confirmed to be appropriate in this study. In this paper, we discuss the relationship between the two factors. The multi-force prompt device is adopted. The mechanical rigidity of the dynamic system is high, and the vibration of the system is high. This is a very difficult situation. In this study, the dynamic movement of the force prompt device, touch stimulation to increase the speed, the stiffness of the hard touch prompt device. When the wall is ready, the reaction force will be released at high speed. The signal is transmitted to the receiver and the receiver is transmitted to the receiver. Active motion in the middle of the touch prompt to pay attention to, high quality prompt to possible

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
圧電アクチュエータを付加した力覚提示装置による硬さ感提示
使用带有压电致动器的力觉呈现装置进行硬度感觉呈现
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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