温度感覚の時間・空間分解能の解明とその工学的応用

温冷刺激デバイスは、従来はデバイス全体が一様に温度変化し1次元的であるが、2次元の温度分布を再現することで、刺激がもたらす効果の向上や刺激提示の効率化が期待できる。本研究は、2次元の温冷分布刺激デバイスの設計指針を得るために、温冷感覚の時間分解能と空間分解能を解明する。得られた知見の応用例として、複数のペルチェ素子をマトリクス配線・制御した温度分布刺激デバイスを設計、試作する。これにより、本研究により得られる知見の妥当性と有用性を示す。2年目は、温冷感覚の時間分解能の評価に取り組んだ。従来困難であった1Hz以上の温度変化刺激を、研究代表者が開発した空間分割刺激手法を用いることで実現する。1つの温冷刺激として知覚されることが確認できている2つの刺激素子を用いて、温と冷それぞれタイミングをずらして2つの素子により順番に刺激を行った。まず、温冷交互刺激に対する変化の知覚実験として、温度の上昇・下降を知覚できる周波数を女子学生14名が恒常法により評価した。結果として，約0.5Hzを超えると温度の上昇・下降を知覚できなくなることが示唆された。さらに温度刺激間の休止時間の知覚実験として、休止に気づかない刺激時間に対する比を、女子学生14名が評価した。刺激時間は200msと300msとした。結果として、刺激時間に対する休止時間の長さは約1倍未満が望ましいことが明らかになった。これらの結果を基に、温度と振動情報を音声信号として同時に伝送可能な回路を設計・実装した。また、空間分解の評価として、刺激の中間部に温度感覚が生じる温度ファントムセンセーションの評価を実施した。さらに、空間分解能を評価するための実験装置実装に向け、フレキシブルペルチェデバイスを実装し、その性能の基礎評価を行った。今後はこの装置を用いて、2年目よりも正確な空間分解能の評価を実施する。

温冷刺激デバイスは、従来はデバイス全体が一様に温度変化し1次元的であるが、2次元の温度分布を再現することで、刺激がもたらす効果の向上や刺激提示の効率化が期待できる。本研究は、2次元の温冷分布刺激デバイスの設計指針を得るために、温冷感覚の時間分解能と空間分解能を解明する。得られた知見の応用例として、複数のペルチェ素子をマトリクス配線・制御した温度分布刺激デバイスを設計、試作する。これにより、本研究により得られる知見の妥当性と有用性を示す。2年目は、温冷感覚の時間分解能の評価に取り組んだ。従来困難であった1Hz以上の温度変化刺激を、研究代表者が開発した空間分割刺激手法を用いることで実現する。1つの温冷刺激として知覚されることが確認できている2つの刺激素子を用いて、温と冷それぞれタイミングをずらして2つの素子により順番に刺激を行った。まず、温冷交互刺激に対する変化の知覚実験として、温度の上昇・下降を知覚できる周波数を女子学生14名が恒常法により評価した。結果として，約0.5Hzを超えると温度の上昇・下降を知覚できなくなることが示唆された。さらに温度刺激間の休止時間の知覚実験として、休止に気づかない刺激時間に対する比を、女子学生14名が評価した。刺激時間は200msと300msとした。結果として、刺激時間に対する休止時間の長さは約1倍未満が望ましいことが明らかになった。これらの結果を基に、温度と振動情報を音声信号として同時に伝送可能な回路を設計・実装した。また、空間分解の評価として、刺激の中間部に温度感覚が生じる温度ファントムセンセーションの評価を実施した。さらに、空間分解能を評価するための実験装置実装に向け、フレキシブルペルチェデバイスを実装し、その性能の基礎評価を行った。今後はこの装置を用いて、2年目よりも正確な空間分解能の評価を実施する。