糸状形状記憶合金の振動を利用した高次知覚生起による触覚呈示

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タイトル別名
  • シジョウ ケイジョウ キオク ゴウキン ノ シンドウ オ リヨウシタ コウジ チカク セイキ ニ ヨル ショッカク テイジ
  • Tactile Transmission by Higher-level Perception Using Vibration of Shape Memory Alloy Thread
  • ヒューマンインタフェース基礎

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抄録

形状記憶合金を利用した薄型触覚呈示デバイスの構築と，触覚の高次知覚であるファントムセンセーション（PS）および仮現運動（AM）による触覚情報呈示について述べる．糸状に加工した形状記憶合金が温度により伸縮する特性を利用し，これを呈示部に応用した小型振動アクチュエータを作成した．本アクチュエータは，振動呈示部が2mm 程度であり，これを周期信号により駆動させることによって，1～300 Hz という広い周波数範囲で明確な振動刺激の呈示が可能であることが分かった．また複数個のアクチュエータを面状に配置して，触覚呈示デバイスとして利用することにより，触覚の高次知覚であるPS およびAM の生成が可能であることを確認した．振動強度や呈示周波数の変化など，様々な条件下で触覚感度の評価を行い，2 個の刺激子間の任意の位置への触知感覚の呈示や，なぞるような触覚感覚の呈示が可能となることを明らかにした．また被験者による触覚情報呈示実験を行った結果，触覚感覚の認識や弁別が十分に可能であり，薄型触覚呈示デバイスとして新たな情報呈示手段になりうると考えている．

The paper introduces the development of a tactile device using a shape-memory alloy, and describes the information transmission by the higher-level perception such as the phantom sensation and the apparent movement of the tactility. The authors paid attention to the characteristic of a shape-memory alloy formed into a thread, which changes its length according to its temperature, and developed a vibration-generating actuator electrically driven by periodic signals generated by current control circuits, for the tactile information transmission. By coupling the devices as a pair, an information transmission system was constructed for presenting the phantom sensation and the apparent movement of the tactility, to transmit quite novel sensation to a user. The information transmission by the device was tested by subjects, and was evaluated by questionnaires. The apparent movement was especially well perceived by users as a sensation of something running across fingers or as being tapped by something, according to the well-determined signals given to the devices. Several users reported that they perceived a novel rubbing sensation given by the apparent movement, and we further experimented the presentation of the sensation in detail to be used as a tactile display for the information transmission.

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