Development of Movement-Free Virtual Reality Interface

自由移动虚拟现实界面的开发

• 批准号: 22KJ1360
• 负责人: 田中 叡
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1360/
• 关键词: 運動錯覚; 腱振動刺激

初年度における当初の研究計画では、研究目的における(1)システムの多自由度への拡張、(2)自然な運動感覚を実現する操作・提示手法の確立、(3)多感覚の組み合わせによる強力・自然な運動錯覚の提示、という3つのアプローチに対して、(1)上腕の前後運動への対応、(2)振動刺激のパラメータを決定するアルゴリズムの改良、(3)皮膚感覚を組み合わせえた運動錯覚提示、という3つの研究を行う予定であった。しかし実際には、前年度までの研究の遅れなどから、(2)振動刺激パラメータを決定するアルゴリズムの改良、という項目に重点を置いた。具体的には、信号処理の考え方を応用し、振動刺激の周波数と知覚される運動錯覚の関係を調査する研究を行った。これは振動周波数が時間変化する振動刺激を提示し、その際に被験者が運動錯覚として知覚した関節の角度を記録し、両者の関係を信号処理における伝達関数として記述するものである。その際、運動錯覚に関する先行研究で一般的に行われているような「被験者の片腕に運動錯覚を提示し、もう片方の腕で感じた運動を再現してもらう」という実験方法ではなく、「片腕には運動錯覚、もう片方の腕には物理的な運動を提示し、両者の感覚が一致するように運動のパラメータを調整してもらう」という実験手法を行うことで、錯覚を感じてから再現するまでの遅延を回避する手法を提案した。この試みの成果は国内学会（ロボティクス・メカトロニクス講演会2022）で発表予定である。また、副次的な研究として、大型の電磁石により磁場を発生させ、ユーザの把持する磁石を駆動することによる非接触力覚提示デバイスに関する研究を行った。この成果は2021年9月の国内学会（第26回日本バーチャルリアリティ学会大会）で発表された。

第一年的初步研究计划是（1）将系统扩展到多个自由度，（2）建立一种实现自然动觉的操纵/呈现方法，以及（3）开发多种感官的强大组合。对于呈现自然运动错觉的三种方法，（1）对应上臂的前后运动，（2）改进确定振动刺激参数的算法，以及（3）结合皮肤的运动我们计划进行三项研究：幻觉呈现。然而，由于研究延迟到前一年，我们的重点是（2）改进确定振动刺激参数的算法。具体来说，我们应用信号处理的思想来研究振动刺激的频率与感知的运动错觉之间的关系。这涉及呈现振动频率随时间变化的振动刺激，记录受试者感知为运动错觉的关节角度，并将两者之间的关系描述为信号处理中的传递函数。这次，我们不再采用以往运动错觉研究中常用的实验方法，即在一条手臂上呈现运动错觉，并要求受试者用另一只手臂重现他们感受到的运动，而是通过在其中一只手臂呈现运动错觉，另一只手臂呈现物理运动，调整运动参数以使两只手臂的感觉匹配，我们提出了一种避免再现延迟的方法。该试验结果计划在国内学术会议（2022年机器人与机电一体化会议）上公布。作为二次研究，我们对一种非接触式力感演示设备进行了研究，该设备使用大型电磁体产生磁场并驱动用户持有的磁铁。该结果于2021年9月在国内学术会议（第26届日本虚拟现实学会会议）上公布。

项目成果

磁力による高品位な遠隔力覚提示に関する基礎検討

利用磁力进行高质量远程力感呈现的基础研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Uchida Takahisa;Lair Nicolas;Ishiguro Hiroshi;Dominey Peter Ford;田中叡，梶本裕之
• 通讯作者: 田中叡，梶本裕之

腱振動刺激による運動錯覚の時間特性計測

使用肌腱振动刺激测量运动错觉的时间特征

• 发表时间: 2022
• 作者: 寺西;小木曽;田中叡
• 通讯作者: 田中叡