触覚情報の時間伸縮提示による触知覚の拡張

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本年度は,触覚情報の時間縮小時における触知覚特性解明に取り組んだ.まず,触覚情報を高精度に計測する装置を設計・実装した.本装置の必要条件として,(1)非常に弱い圧力でも計測可能,(2)ヒトの触知覚領域である0～1kHzの振動周波数の振動成分を計測可能,(3)皮膚とのインタラクションで生じる触覚情報と同じ情報を計測可能,(4)なぞり動作への対応を挙げた.また,過去研究で問題だった,触覚情報と映像との時間同期を自動化することも課題として盛り込んだ.(1)及び(2)は高感度・高応答の圧力センサを用いることで解決した.(3)は,皮膚と同じインピーダンス特性を持ったシリコンをセンサに組み込むことで解決した.触覚情報と映像との同期に関しては,1台のコンピュータでセンサ,カメラを同期制御することで解決した.(4)は,リニアスライダを用いて試料を移動させ,その振動を記録することで解決した.次に,触覚情報を高忠実に再生する装置を設計・実装した.本装置の必要条件として,(1)振動振幅の階調性が高い,(2)ヒトの触知覚領域である0～1kHzの振動周波数をカバーする,(3)十分な強度の刺激を出力可能,(4)提示面積に対する自由度の高さを挙げた.これらの課題を解決するため,筆者が過去に開発した空気圧駆動型触覚ディスプレイを用いた.本ディスプレイは,広帯域・高応答・高階調という特徴を備え,空気と皮膚との界面の面積を変更することで自在に触覚の提示面積を変更可能である.また,約4Nと十分な強度の振動を提示可能である.以上の装置を用いて布やシリコン,紙ヤスリ等の触覚情報を記録・再生し,記録された試料の判別率を実時間の場合と時間縮小の場合で比較した結果,時間縮小幅と判別率の関係について一定の知見を得ることが出来た.