Noncontact Texture Presentation by Ultrasound based on Selectively Stimulation of Tactile Receptor

基于选择性刺激触觉感受器的超声非接触纹理呈现

基本信息

批准号：
21J12305
负责人：
森崎汰雄
金额：
$ 0.96万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12305/
关键词：
圧覚空中超音波圧覚提示触覚ディスプレイ

项目摘要

2022年度は超音波を用いた圧覚提示について、その指先上での知覚特性を解明するとともに、LM-M (LM-Multi Foci)と呼称するより完全な圧覚提示手法を提案した。また、この超音波圧覚を用いて指腹に実物体との静的接触感がレンダリングできることも示した。以下、それぞれの成果について説明する。(1) 指先への圧覚提示まず、指腹(刺激対象)の深度をセンシングし超音波焦点をリアルタイムに提示するシステムを開発した。この提示システムを用いて新たな圧覚提示方法のLM-M法を提案・評価し、このLM-Mが焦点の動き感も振動感もほとんど伴わない静的圧覚を指腹に提示できることを示した。LM-Mは隣接させた4つの焦点を5 Hzで回転させる刺激方法である。また、この生起した圧覚の知覚強度は0.24 Nの押し込み刺激と(平均的に)等価であることも示した。この知覚強度は提示した放射力(物理強度)のおよそ10倍である。(2) 静的接触感のレンダリングこの圧覚提示を用いて指腹上に半径が数mmの凸面、及びエッジとの静的接触感がレンダリングできることを被験者実験を通じて確認した。凸面との接触感は前述したLM-M(円状に回転する多焦点)を用いて提示した。円軌道の半径を変化させることで、この知覚凸面の半径を2-4 mmの範囲で変化させることができた。エッジとの接触感は線状に5 Hzで動く単一焦点を用いて提示した。

在2022财年，我们阐明了使用指尖超声波的压感呈现的感知特征，并提出了一种更完整的压感呈现方法，称为LM-M（LM-Multi Foci）。我们还表明，这种超声波压力感测可用于呈现与指垫上的真实物体静态接触的感觉。下面将解释每个结果。 (1) 指尖的压力感觉呈现首先，我们开发了一种能够感知指腹（刺激目标）深度并实时呈现超声波焦点的系统。使用该呈现系统，我们提出并评估了LM-M方法，一种新的压力感觉呈现方法，并表明该LM-M可以在指腹上呈现静态压力感觉，几乎没有焦点移动或振动的感觉。 LM-M 是一种以 5 Hz 旋转四个相邻焦点的刺激方法。我们还表明，这种产生的压力感的感知强度（平均）相当于 0.24 N 的推动刺激。这种感知强度大约是所呈现的辐射力（物理强度）的 10 倍。 (2)静态接触感觉的呈现通过对受试者的实验证实，利用这种压力感觉呈现，可以在指腹和边缘上呈现具有数毫米半径的凸面的静态接触感觉。使用上述LM-M（圆形旋转多焦点）呈现与凸面接触的感觉。通过改变圆形轨道的半径，我们能够在 2-4 毫米的范围内改变这种感知凸面的半径。使用以 5 Hz 线性移动的单个焦点来呈现与边缘接触的感觉。