Study on Asymmetric Vibration type Non-Grounded Force Display Using Vibration Speakers and Application for Multimodal Interface

振动扬声器非对称振动型非接地力显示研究及多模态接口应用

基本信息

批准号：
17J01330
负责人：
田辺健
金额：
$ 1.79万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は前年度に開発した非対称振動提示装置を用いて非対称振動の振動加速度に対応した牽引力錯覚における知覚特性評価を心理物理実験を通して明らかにした．振動加速度ベースの非対称振動波形の構成方法を示すことで本錯覚現象をインタフェースとして利用するための工学的方法論へと発展させる．機械的に正弦波振動の生成は容易である．そこで本研究では，普遍的な非対称振動波形の構成方法を示すために非対称振動波形のパラメータのなかでも周波数成分に着目した知覚特性を評価した．まず非対称振動のなかでも本錯覚に寄与する主要な周波数成分を明らかにした．心理物理実験の結果，基本波と第二次高調波で構成された非対称振動波形で構成されていることが重要であることが示唆された(N=8)．次に基本波と第二次高調波間の位相差に着目した知覚特性評価を行った(N=10)．その結果，位相差が0 degのときは正方向，-180 degのときは負方向の牽引力が錯覚されることが明らかになった．また，方向が反転する閾値を求めた結果，-93.37 degであった．位相差が変わることで振動加速度の立上り・立下り時間の大小関係が-90 degを境に反転したため，錯覚される牽引力の方向が反転したものであると考えられる．よって，牽引力錯覚を生起させるには振動加速度の立上り・立下り時間が異なる時間方向に対して非対称な振動を提示する必要があることが示唆された．以上の結果より，牽引力錯覚を生起させるための物理量ベースの方法論が明らかになり，本研究で示した知見はボイスコイル型振動子を用いたマルチモーダル感覚提示の基盤になったと考えられる．

今年，我们利用前一年开发的非对称振动呈现装置，通过心理物理学实验阐明了非对称振动的振动加速度对应的牵引力错觉的感知特征评估。通过展示一种基于振动加速度构建不对称振动波形的方法，我们将把这种视错觉发展成一种将其用作接口的工程方法。机械地产生正弦波振动很容易。因此，在本研究中，我们评估了非对称振动波形参数中以频率分量为重点的感知特征，以展示构建非对称振动波形的通用方法。首先，我们澄清了造成这种错觉的不对称振动的主要频率分量。心理物理学实验的结果表明，重要的是振动波形由基波和二次谐波(N=8)组成的非对称振动波形组成。接下来，我们通过关注基波和二次谐波（N=10）之间的相位差来评估感知特性。结果表明，当相位差为0°时，存在正牵引力的错觉，而当相位差为-180°时，存在负牵引力的错觉。另外，发现方向反转的阈值为-93.37度。随着相位差的变化，振动加速度的上升时间和下降时间之间的大小关系在-90度处反转，这被认为反转了牵引力错觉的方向。因此，有人提出，为了产生牵引力的错觉，需要呈现相对于时间方向的不对称振动，其中振动加速度的上升和下降时间不同。上述结果揭示了一种基于物理量的方法来产生牵引力的错觉，并且本研究中提出的发现被认为已成为使用音圈型振动器的多模态感官呈现的基础。