Study on constancy of tactile texture perception by using multi-dimensional tactile texture display

利用多维触觉纹理显示研究触觉纹理感知的恒定性

基本信息

批准号：
20H04263
负责人：
岡本正吾
金额：
$ 7.65万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University (2021-2023)Nagoya University (2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでに開発した触感ディスプレイで，グレーティング・スケールよりも複雑なテクスチャを提示可能にするため，触感提示アルゴリズムを改良した．指がテクスチャ表面に触れるときに生じる現象をコンタクトメカニクスおよびトライボロジー分野の知見によってモデル化した．このモデルによって，指の運動（触察運動）と摩擦刺激が物理的に矛盾しないようなモデルを構築した．具体的には，指の加重および速度に応じて，指と仮想素材の間の摩擦係数が変化するような物理モデルを使用した．モデル構築のためのデータ計測には，従来からわれわれが用いてきた接触力計測装置を活用した．このような物理モデルを用いても，微細なテクスチャによって発生する指とテクスチャ界面の現象をモデル化することは困難である．そこで，不足分を統計モデルによって補った．この統計モデルは，触刺激の周波数特性をモデル化することを狙っており，先の物理モデルと併用することで，テクスチャの提示能力を向上させようというものである．以上のモデルによって，皮・綿・木材・デニムの４素材をモデル化し，参加者実験によって仮想素材がどの程度同定されるかを調査した．実験の結果，7割から8割程度の正解率となった．これは，摩擦の物理モデルのみを用いた場合の4割から7割程度の正解率を優に上回った．以上の結果は，IEEE Trans. on Haptics に採択・出版された．同誌は，ハプティクス分野の最有力雑誌である．

到目前为止，已经改善了触觉显示，以使纹理的呈现比光栅尺度更复杂。当手指接触纹理表面时发生的现象是使用接触力学和摩擦学领域中的知识建模的。使用此模型，我们构建了一个模型，其中手指运动（触觉运动）和摩擦刺激在身体上并不一致。具体而言，我们使用了一个物理模型，其中手指和虚拟材料之间的摩擦系数根据手指的重量和速度而变化。对于模型构建的数据测量，我们使用了过去使用的接触力量测量设备。即使使用这样的物理模型，也很难建模由精细纹理产生的手指和纹理接口的现象。因此，统计模型补偿了短缺。该统计模型旨在对触觉刺激的频率特征进行建模，并旨在通过与先前的物理模型结合使用纹理来提高纹理的表现能力。使用上述模型对四种材料进行了建模：皮革，棉花，木材和牛仔布，并通过参与者实验研究了虚拟材料的程度。实验的结果表明，答案率为70％至80％。仅使用摩擦的物理模型时，这远高于大约40％至70％的正确答案率。以上结果由IEEE Trans选择并发布。关于触觉。该杂志是触觉领域中最杰出的杂志。