【研究領域課題番号】19K20315 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

Pseudo-haptics / sEMG / クロスモーダル / Virtual Reality / Pseudo-Haptics / 把持力推定 / 把持・負荷力推定 / バーチャルリアリティ / 視触覚間相互作用

【研究成果の概要】

本研究の目的は物体を把持する際にかかる力の方向と大きさをsEMGに基づいて推定することで，Pseudo-hapticsによる物体変形インタラクションを実現することにある．前腕部の筋電から把持物体にかかっている力を推定し，それに基づいてバーチャル物体を変形させることで実際に把持している物体は変形していないにもかかわらず，VR空間では物体を変形させているかのような体験を生成した．実験の結果，前腕部筋電から把持物体にかかっている負荷力の方向を90%の精度で推定できることを示し，本推定手法を用いることでVR空間における物体の変形感を提示できることを確かめた．

【研究の社会的意義】

把持物体への力計測はVRを始め様々な分野で研究されてきたが，そのほとんどが物体表面か手袋の指部に対して圧力センサを貼付・内蔵する手法であり，計測したい物体毎にセンサの貼付が必要であることや，手袋型デバイスでは手指の動きが制限されるといった課題を抱えていた．本研究の成果により，身の回りの物体をそのままVRシステムの入力インタフェースとして活用できるようになり，現状物体表面を押下した際への硬軟感提示程度に止まっていた視触覚物体変形手法を飛躍的に拡張させることができる．本研究はPseudo-haptics研究を実環境に展開する上で重要な意義を持つ．

【研究種目】若手研究

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】ヒューマンインタフェース・インタラクション

【研究領域課題番号】17H06573 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

Pseudo-Haptics / バーチャル物体変形 / 視触覚間相互作用 / クロスモーダル / バーチャルリアリティ / 把持力推定 / 物体変形 / Pseudo-Hapitcs

【研究成果の概要】

本研究の目的はPseudo-Hapticsの効果を両手での6軸方向の物体操作に拡張することで，両手を用いたダイナミックな物体変形における深部感覚を操作可能な視触力覚ディスプレイを実現することである．そのため，物体-手間にかかる剪断方向の圧力値と手の姿勢情報を計測するシステムを構築し，曲げ・捻りを始めとするバーチャル物体の変形を伴うヨー・ピッチ・ロール方向の手姿勢操作アルゴリズムを実装した．実験の結果，バーチャル物体の変形にあうように姿勢位置を変調したバーチャルハンドを提示することで，物体変形感に対するリアリティを向上させられることが明らかになった．

【研究の社会的意義】

本研究はPseudo-Hapticsの効果をバーチャルハンドに適応させる上で，重要な原理の発展を提供するものである．触力覚提示研究としては，従来の物理的なディスプレイ単体では困難であった，両手を用いた多様な物体変形に簡易な機構で対応できる触力覚ディスプレイの実現という意味を持ち，一方Pseudo-Haptics研究としては，これまで明らかにされてきた片手操作における3軸自由度での変調から，両手操作における6軸自由度での変調への効果範囲の拡張という意義を持つ．

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2017-08-25 - 2019-03-31

【配分額】2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)

【研究分野】ヒューマンインタフェース・インタラクション

【研究領域課題番号】16H05866 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

Redirected Walking / 視触覚間相互作用 / 空間知覚 / バーチャルリアリティ / クロスモーダル / 視触覚相互作用 / Redirecred Walking

【研究成果の概要】

本研究の目的は，空間知覚をユーザに悟られることなく操作することで, 狭い実空間を歩き回っているにもかかわらず広大なVR空間での移動を体験可能にするRedirected Walking(RDW)技術に触覚刺激を導入した新手法「視触覚RDW」を実現し，効率的なRDWを可能にすることである．本研究では(1)曲率操作・回転量操作・勾配操作．昇降感覚提示を実現する視触覚提示条件の明確化，(2)最適な触覚刺激提示手法の構築，(3)視触覚RDW手法の効果検証に取り組み，それぞれに有効な手法を提案した．特に曲率操作に関しては従来の50分の1のスペースでの無限歩行を可能にし，その有効性を示した．

【研究の社会的意義】

バーチャルリアリティ(VR)研究では初期より高い没入感や臨場感，操作感を与えるためにVR世界に身体性を取り入れることが重要視され，実空間を動き回るユーザの身体動作を計測してVR空間内を動き回れるようにする手法が模索されてきた．しかし，ユーザが実世界を歩く時，同じ動きをVR空間に反映すると，実空間より大きいVR空間を歩き回ることはできない.VR空間は無限でも，歩いて探索できる範囲は実世界の制約を受ける．本研究は，人の空間知覚の仕組みを考慮することで，上述した空間的制約を解決する新たな手法を提案し，その有効性を確認するもので，歩行型のVRの教育や産業，一般用途での応用を推し進める意義を持つ．

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】23,920千円 (直接経費: 18,400千円、間接経費: 5,520千円)