対象物体を陽に考慮した空中超音波音圧分布のリアルタイム形成とそのＨＣＩへの応用

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空中超音波を利用した遠隔触覚提示により、空中に質感をもつ触れる物体をプログラマブルに作り出すことを目指し、超音波音場の空間的音圧分布制御法を提案した。自由空間のみならず、指などの対象物体を陽に考慮することで、触覚強度が向上することを確かめた。また、これらの研究を遂行する基盤となる、大規模拡張可能なフェーズドアレイユニットの作成を行った。１、フェーズドアレイの制御を最適化問題として記述することで、超音波の空間的なテクスチャパターンを形成し、フィードバックの遅延に対してロバストな形状・テクスチャの触覚提示の方法を提案した。また、被験者実験により、提示された形状を能動的探索行動により知覚できることを示した。２、空中超音波触覚の原理である音響放射圧は、指などの対象があって初めて発生する力である。指による散乱などをポリゴンモデルによって考慮しつつ、上記１を拡張し、単一焦点の提示において知覚強度の向上を確認した。３、上記１・２を遂行する基盤となる超音波フェーズドアレイシステムの作成を行った。このフェーズドアレイシステムは専用の通信バスとヘテロジニアスプロセッサを有し、高速な制御と正確な時刻同期を行うことができる。そのため、ユニットを連鎖的に接続しても位相の同期が維持され、大規模化が可能なシステムである。また、そのSDKをオープンソースで公開した。