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指先による仮想能動触を利用した触力覚インタラクション技術

引用:http://www.rm.is.tohoku.ac.jp/scope/

 

本プロジェクトの一部は総務省SCOPE:戦略的情報通信研究開発推進制度の支援を受けて行われました。

指先による仮想能動触を利用した触力覚インタラクション技術に関する研究開発

目的

「どこでも手軽に利用できる触覚メディア」を目標として,小型携帯情報端末に搭載可能な小型触覚インタフェース(Vib-Touch)を開発します.この技術は,従来の問題であった普及可能なハードウェアの実現と有用なコンテンツの普及を目的とし,触覚メディアの普及のブレークスルーとなる基盤技術を確立します.

概要

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ブレークスルーを生み出すハードウェア

これまでの触覚ディスプレイは皮膚の接触面内の刺激分布を制御するために,複雑なハードウェアが必要でした.本研究室で開発してきた触覚ディスプレイ法は,接触面内の刺激が一様であっても,触運動と連携することで複雑な触感を生成可能です.ただし,小型の携帯情報端末上では,触運動を行うための十分なスペースがなく,没入感も得られにくくなってしまいます.

そこで,本プロジェクトでは,ポインティングデバイスを操作する指先に振動刺激を加えることで,画面中のオブジェクトと触力覚インタラクション可能な仮想能動触を実現するVib-Touchというインタフェースを提案します.

Vib-Touchインタフェースを用いれば,指先でポインティングスティックに力を加えるだけで,画面中のオブジェクトとインタラクションすることが可能です.このような仮の触運動のことを仮想能動触と呼びます.

ブレークスルーを生み出す触覚コンテンツ

これまでの触覚ディスプレイは「つるつる・ザラザラ」などの触感のリアリティを追求してきましたが,その質的なクオリティは十分ではありませんでした.また,「つるつる・ざらざら」などの触感を呈示できたとしても,実用的なアプリケーションは限られます.

本プロジェクトでは,今までの触覚ディスプレイとは視点を変えて,触感そのものの質だけではなく,ある触感をもつ素材を撫でたときの運動感覚や力覚を再現することを目指しています.このような感覚呈示が実現されれば,GUI操作のサポートや奥行きのある形状の呈示,バーチャルペットとの相互作用の表現など,従来の触覚ディスプレイよりも実用的なコンテンツが生まれると期待できます.

従来,運動感覚は,力覚ディスプレイと呼ばれる大型のディスプレイ装置を用いて呈示されていましたが,本プロジェクトでは,皮膚刺激だけを用いて擬似的に運動感覚を呈示する手法を開発します.このような運動感覚を呈示できれば,モノを動かす,押す,力を受けるなどの感覚が力覚ディスプレイがなくても表現できるようになり,携帯情報端末でも実用的な触覚コンテンツが利用できるようになります.

実装例

疑似触力覚呈示技術Vib-Touchはポインティングスティックインタフェースだけでなく、タッチパネルやジェスチャインタフェースなど、運動と組み合わせれば汎用的に利用することができます。以下に、アプリケーション例を示します。
  • ルービックキューブ:仮想空間内のルービックキューブをインタラクティブに回転させたときの触感呈示を、ルービックキューブの運動モデルに従って、摩擦感、慣性感を呈示します。
  • カバーフロー型画像ビューワ:多数のフォルダと画像をスクロールさせながら選択するアプリケーションを開発し、事前に登録したお気に入りの度数に応じて、粘性感を変化させることによって情報の重さを表現したり、画像が回転しながら飛び出してくる表現を慣性感によって呈示します。
摩擦を感じるルービックキューブ 情報の重みを感じる画像ビューア

研究開発の内容

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