ハイブリッド全身力覚提示スーツによるトレーニングに必要な力覚提示要素の解明

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この研究では，どれくらいのリアルさがバーチャルリアリティ（VR）環境に必要なのかという問題に対し，力覚提示の力発生要素の種類（力覚提示の様式：アクティブ/パッシブ/ハイブリッド）という観点から迫る．力覚提示の様式や自由度を変えられる力覚提示スーツを開発し，適切な姿勢や動作から逸脱した場合に，力覚提示により教示することで，どういった力覚提示の様式や自由度が必要かを検証する．初年度は，力覚提示全身スーツの下半身に力覚を提示するパッシブ要素の設計を行った．例として水泳レースゲームを取り上げ，水の抵抗を脚に提示するのに必要な力を文献より求め，パッシブ要素であるElectro-Adhesive Gel(EAG)の面積を求めた．EAGは，電場を印加すると表面の見かけの摩擦係数が増大し，せん断抵抗を発現するため，制動要素に使用できる．一方，アクティブ要素には，Electro-Hydro-Dynamics Fluid(EHD)アクチュエータを用いる予定である．これは高電圧を印加することで流動圧力を発生する機能性材料であり，専用に設計した電極を有する．大出力EHD流体アクチュエータとするためには，適した電極形状を設計する必要があるが，本年度は電極のペアが1段のもので126Pa，3段のもので252Paを実現した．全身スーツへ用いるには，目標の圧力である3kPaに達する13段の電極構造にしたうえで，数セットを並列に用いる必要があることが分かった．また，アクティブ要素にはオリジナルの空気圧アクチュエータを使うことも検討している．本年度は，その応答性を改善するために，最適化設計を施し，過去のものと比較した．さらに，筋力トレーニングにおけるモーションデータの取得のため，モーションキャプチャシステムを用いて，様々な姿勢における片脚スクワット動作中の関節座標等を記録した．