Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

マルチモーダルインタフェース / ハプティクス / 触覚 / 超音波

超音波による空中触覚提示のデバイス技術、フェーズドアレイのシステム化技術、音場合成技術を確立し、人間の触覚の役割を整理しながら系統的な触覚解明研究を進めることができた。広いワークスペースの実現、３次元映像との重畳、VR物体の操作感再現、動作誘導、空中浮遊型インタフェースなど、当初予定していた技術課題を達成するとともに、Lateral Modulation法や触覚パーシュートの発見、さらに非振動的な圧覚の再現や冷覚の提示など、当初は予想していなかった成果を得る事ができた。

再現性が高く、自在な圧力分布を形成可能な超音波触覚提示の技術を確立した。研究開始時には不可能と思われていた圧覚提示や冷覚提示にも成功し、より強い触感を生み出す刺激方法も見出すこともできた。触覚を解明する科学研究の基盤を確立するとともに、実用化のための技術開発に成功し、非接触触覚提示を前提としたコンピュータインタフェースの新しい姿を示すことができた。

マルチモーダルインタフェース / ハプティクス / 触覚 / 超音波

超音波による空中触覚提示技術は、原理的には人間の運動を拘束することなく、刺激部位や力の空間分布を任意に変化させることを可能にするが、現時点ではごく狭いワークスペースでの実証実験が済んでいるに過ぎない。本研究では、まず着座した状態で手が届く領域内で、任意の位置、タイミングに多様な力分布を与えることができる触覚提示環境を実現する。そのシステムを用い、触覚が生み出す感性的効果を解明するとともに、３次元インタフェースとコミュニケーションの新しい姿を提案する。
基盤研究（Ｓ）交付内定に伴い、本課題が廃止されるまでの研究期間においては、研究実施計画に従って、以下の開発を行った。
まず「空中超音波基礎デバイスの開発」においては、本研究の基盤となる空中超音波フェーズドアレイ（AUPA)の設計を行った。大規模フェーズドアレイを実現するための基本ユニット、すなわち 19cm×15cm の領域を１ユニットとしてそれを自由に接続・拡張でき、かつ各素子が 1us の精度で同期動作できるデバイスの設計を行った。各ユニットにはプロセッサが搭載され、ユニット間の通信容量も従来のものより大幅に強化されている。
「軽量薄型の実用デバイス設計」においては、将来の実用化を目指した薄型の超音波デバイスの設計に着手し、理論計算・シミュレーションまでを行った。
「３次元ユーザインタフェース」においては、VR型UIの基礎検討を目的とした裸眼３次元空中映像提示装置の開発に着手し、その一次試作を行った。

ハプティクス / マルチモーダルインタフェース / 超音波 / バーチャルリアリティ / 触覚 / マルチモーダルインターフェース

スーパーハプティクスとは、従来の触覚インタフェースが必須要件としていた「デバイスと人間との機械的接触」を排除することにより、触覚を通した人間支援の可能性を大幅に拡大する概念である。具体的にはまずその要素技術として、超音波を用いて触覚を非接触で刺激する技術および人間の筋肉が発生している力を遠隔計測する技術を確立した。それらの要素技術に基づいて、空中映像のボタンを、触覚を伴って操作できる空中触覚タッチパネル、離れたワークスペースにいる二者間で、お互いの高忠実な３次元映像に触れあうことができる視触覚クローン、触覚刺激によって手の動作誘導を行うシステムなど、従来にないインタフェースを具体化した。

【研究分担者】
牧野泰才	東京大学	大学院新領域創成科学研究科	准教授	(Kakenデータベース)
原辰次	中央大学	研究開発機構	機構教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
原辰次	東京大学	情報理工学(系)研究科	教授	(Kakenデータベース)
牧野泰才	東京大学	新領域創成科学研究科	講師	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
牧野泰才	東京大学	大学院新領域創成科学研究科	講師	(Kakenデータベース)
星貴之	名古屋工業大学	大学院工学研究科	助教	(Kakenデータベース)
門内靖明	慶應義塾大学	理工学部	助教	(Kakenデータベース)

【研究協力者】
長谷川圭介	東京大学	大学院新領域創成科学研究科	特任助教	(Kakenデータベース)