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毛がないのに“モフモフ”　毛並みをなでる感触を再現できる装置　東大「FurAir」開発

公開 2023年12月13日 08時02分

著者

山下裕毅

[ITmedia]

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このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」（シームレス）を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。

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　東京大学大学院割澤研究室に所属する研究者らが発表した論文「FurAir: Non-contact Presentation of Soft Fur Texture by Psuedo-haptics and Mid-air Ultrasound Haptic Feedback」は、柔らかい毛並みの質感の触覚を非接触で提示する手法を提案した研究報告である。

柔らかい毛並みをなでる触覚を体験している様子

　この手法は「Pseudo-haptics」と空中超音波触覚フィードバックを組み合わせて、柔らかい毛並みの質感を再現する。Pseudo-hapticsは毛並みをなでる際の水平方向の抵抗を模倣し、これは実際の手の動きとVR環境内で視覚的に表現される動きとの間に相違を生じさせることで達成できる。

　空中超音波触覚フィードバックは手に対する垂直方向の反応力をパラメトリックスピーカーの配列から発せられる超音波の刺激強度で提示。この方法により、システムの出力パターンを調整するだけで、さまざまな毛並みの触覚を多様に再現できる。

　フィードバックの位置は定義の範囲内で素早く自由に調整できるため、よりリアルなユーザーインタラクションが可能となる。さらに、毛並みの細やかさや柔らかさを高めるために、手と相互作用する毛並みの視覚的表現もVRシーン内で同時に提示される。

（A）疑似委触覚と空中超音波触覚フィードバックの組み合わせを使用して毛並みの触覚を非接触で提示、（B）なでる方向に応じて毛並みの挙動が変わる様子と、毛並みの圧力を測定するシステム、(C)VRでの毛並みや猫をなでる体験シーンで、インタラクティブな視覚と触覚フィードバックを組み合せている

　手の動き方により、毛並みの触覚が変わる。毛並みを順目方向に沿ってなでると、滑らかな触覚が得られる。逆に、順目方向に反してなでると、荒い触覚が生じる。この研究では、触覚を定量的に評価するために2種類の力を特定し、システムに取り入れている。

　具体的には、毛並みの順目方向に沿ってなでる際には、超音波触覚フィードバックの周波数を高周波に設定して滑らかな触覚を提供し、逆方向になでる際には、周波数を低周波に設定して荒い触覚を提供している。

Source and Image Credits: Juro Hosoi, Du Jin, Yuki Ban, and Shin’Ichi Warisawa. 2023. FurAir: Non-contact Presentation of Soft Fur Texture by Psuedo-haptics and Mid-air Ultrasound Haptic Feedback. In SIGGRAPH Asia 2023 Emerging Technologies（SA ’23）. Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 10, 1-2. https://doi.org/10.1145/3610541.3614585

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2019年にスタートした本連載「Innovative Tech」は、世界中の幅広い分野から最先端の研究論文を独自視点で厳選、解説している。執筆は研究論文メディア「Seamless」（シームレス）を主宰し、日課として数多くの論文に目を通す山下氏が担当。イラストや漫画は、同メディア所属のアーティスト・おね氏が手掛けている。

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