静電触力覚技術を応用した画面上でのマルチタッチ複合触感提示

本研究では静電吸着を活用した画面上でのマルチユーザ力覚提示システムの研究開発を行ってきた．本年度は，昨年度からの提案システムの設計論をまとめるとともに，提案システムの無線給電化や，静電吸着のモデル化（現在，論文誌に投稿中）に取り組んだ．これらの成果により，静電吸着を用いた触力覚提示の制御手法を確立した．以下，概要を述べる．【硬軟感提示機能の設計論】昨年度まで，水平方向なぞり動作に対する反力提示に加え，可変機構と静電吸着ブレーキによる，垂直方向押込み動作に対する硬軟感提示を実現した．本年度は，機構の寸法と静電吸着ブレーキのプロファイルによる機構挙動を定式化し，他の硬軟感提示システムに比べ大幅に小型な機構で，可変の硬軟感を提示可能であることを示した．【ビルトインセンサを用いた提示力制御】前年度まで検討してきた，表面型静電容量式センシング技術を援用した，本力覚提示システムに統合可能なビルトインセンサとこれを用いた提示力制御について，本年度は設計論を構築し，センサ性能が力覚提示に与える影響を明らかにした．静電吸着を用いたシステムでおそらく初めて吸着力の動的応答の制御を実現した．【無線給電化】現システムは，画面上の提示子に静電吸着を制御する電圧印加のための給電線が付属する．この給電線を廃した，より操作性の高いシステムの実現が望まれる．本年度は，LC共振を用いた無線給電システムを検討した．共振による大電流から力覚提示の実現には至らなかったが，静電吸着のためのユニークな無線給電システムを提案した．【静電吸着のモデル化】静電吸着を用いた触力覚提示技術においては，直流電圧印加時の挙動が不安定であることが知られている．本研究では，その挙動を説明可能なモデルを提案し，直流でも逆モデルとビルトインセンサを用いて提示力の動的応答制御が可能であることを示し，静電吸着の制御に広く有用な知見を得た．

本研究では静電吸着を活用した画面上でのマルチユーザ力覚提示システムの研究開発を行ってきた．本年度は，昨年度からの提案システムの設計論をまとめるとともに，提案システムの無線給電化や，静電吸着のモデル化（現在，論文誌に投稿中）に取り組んだ．これらの成果により，静電吸着を用いた触力覚提示の制御手法を確立した．以下，概要を述べる．【硬軟感提示機能の設計論】昨年度まで，水平方向なぞり動作に対する反力提示に加え，可変機構と静電吸着ブレーキによる，垂直方向押込み動作に対する硬軟感提示を実現した．本年度は，機構の寸法と静電吸着ブレーキのプロファイルによる機構挙動を定式化し，他の硬軟感提示システムに比べ大幅に小型な機構で，可変の硬軟感を提示可能であることを示した．【ビルトインセンサを用いた提示力制御】前年度まで検討してきた，表面型静電容量式センシング技術を援用した，本力覚提示システムに統合可能なビルトインセンサとこれを用いた提示力制御について，本年度は設計論を構築し，センサ性能が力覚提示に与える影響を明らかにした．静電吸着を用いたシステムでおそらく初めて吸着力の動的応答の制御を実現した．【無線給電化】現システムは，画面上の提示子に静電吸着を制御する電圧印加のための給電線が付属する．この給電線を廃した，より操作性の高いシステムの実現が望まれる．本年度は，LC共振を用いた無線給電システムを検討した．共振による大電流から力覚提示の実現には至らなかったが，静電吸着のためのユニークな無線給電システムを提案した．【静電吸着のモデル化】静電吸着を用いた触力覚提示技術においては，直流電圧印加時の挙動が不安定であることが知られている．本研究では，その挙動を説明可能なモデルを提案し，直流でも逆モデルとビルトインセンサを用いて提示力の動的応答制御が可能であることを示し，静電吸着の制御に広く有用な知見を得た．