研究内容 Research in Kajimoto Laboratory †

• Youtube Kaji-Lab Channel

• 2011-

• 2010-

• 2009-
  
  
• 2008-
  
  
• 2007-
  
  
• 2006-

2011- †

Obstacle Sensation Augmented by Enhancing Low Frequency Component for Horror Game Sound †

Horror computer games provide users with a mental stimulation that the real world cannot. Current horror games can provide the user with a
visible ghost and stereo background sound to thrill the user. Inspired by obstacle sense- blind people localizing only with hearing, a novel method
to augment existence is proposed. Obstacle sense is caused mainly by coloration by reflected sound and the attenuation by shielding. By focusing
on the attenuation, we found an effective sense can be created by decreasing high frequency component and increasing low frequency component
simultaneously. Experiments were conducted to evaluate our proposal.

前腕部体毛の立毛制御による驚き感情の増幅(Enhancement of Surprise Feelings by Controlling Piloerection on the Forearm) †

椅子やジャケットなどに振動子を組み込み、映画などの視聴覚コンテンツに則して触覚を提示する装置が提案されている。これらは触刺激によってコンテンツのリアリティを高める事で高い没入感や感動を喚起させている。これに対して我々は、視聴覚コンテンツによって喚起される感情や生理変化を直接促すことで高い没入感や感動を作り出すことを提案する。本稿では生理変化の一種として、人が感動した際や興奮した際に生じる立毛現象に着目する。体毛は帯電した絶縁体を接近させると立毛する。我々は身体周辺を絶縁体で覆い、その絶縁体に高電圧を印加する事で静電気力によって全身の体毛を立毛させる。特に人の立毛現象は交感神経によって支配されているので、交感神経の活動と共に立毛を制御すれば自然な情動提示が実現すると思われる。そこで我々は皮膚電位反応によって人の交感神経活動を計測し、その計測結果に則して立毛現象を制御し、コンテンツへの没入感や感動を高める。

There have been many proposals that add haptic stimulation to entertainment contents such as movies and music. These technologies create immersive experience by improving the reality of movie and music. By contrast, we present a method to enrich the quality of experiment by enhancing the emotion evoked by these contents. In this paper, we focused on piloerection which is a kind of involuntary emotional reaction. Our hypothesis is that it is not only an emotional “reaction”, but it can work as an emotional “input”, that enhance the emotion itself. We constructed a device that controls piloerection on the forearm by electrostatic force. From a psychophysical experiment, we revealed that the piloerection system has enhancement effect on surprise feeling.

• 福嶋，梶本：前腕部体毛の立毛制御による驚き感情の増幅，第16回日本バーチャルリアリティ学会大会(2011年9月 函館)，2011[pdf);]

鍵盤打楽器打鍵時に生じる触覚的材質感の再現(Virtual Chromatic Percussions Simulated by Pseudo-Haptic and Vibrotactile Feedback) †

PCによる楽器演奏の再現は音楽ゲームという一つのジャンルを確立し，世代を超えて楽しまれている．近年の運動入力型インタフェースの普及でより直感的な演奏が可能になった一方で，運動入力の結果ユーザに返される触覚情報は単純な振動の呈示に留まっている．そこで我々は楽器演奏時に生じる触覚の再現を試みる．本稿では鍵盤楽器（鉄琴，木琴）打鍵時の触覚的材質感呈示を実現するシステムの製作について報告する．

Musical video games that allow users to play expensive musical instruments in a virtual environment constitute one of the most popular genres in the field of video games. Recent developments in motion input technology have enabled users to play the instruments intuitively and immersively. However, output technology, in particular haptic feedback, is not as advanced as input technology. We believe that providing a haptic sensation enriches the content of musical video games since the results of the motion input are fed back. To enrich the haptic sensation, we propose a system for playing virtual chromatic percussion, where the haptic feedback changes according to the instrument, as well as the acoustic feedback. In this paper, we propose a system describing a novel stick type controller and pseudo-haptic feedback to enrich the haptic sensation of the content. We also present an application that provides a virtual environment for playing two chromatic percussion instruments, namely the xylophone and glockenspiel.

腕立て伏せ時の「カチカチ感」付与による運動感覚の拡張(Augmentation of Kinesthetic Sensation by Adding “Rotary Switch Feeling” for Push-Ups) †

筋力トレーニングにおいて効率良く筋力を増強させるためには，正しい姿勢で運動することが重要である．しかし自らの姿勢を詳細に把握することは困難である．そこで本研究では，運動に同期した新たな触覚的手がかりとしてロータリスイッチ的触覚フィードバック「カチカチ感」を呈示することを提案する．実際に腕立て伏せを例にとり、カチカチ感呈示デバイスを肘部に装着することで肘部運動感覚の鮮明化および肘屈伸の教示を試みる．実験結果から,カチカチ感の呈示によって運動感覚が鮮明になるに従い，かえって運動量自体は減少する傾向があることが確認された．

• 栗原，國安，蜂須，佐藤，福嶋，梶本：腕立て伏せ時の「カチカチ感」付与による運動感覚の拡張，エンタテインメントコンピューティング2011（2011年09月 日本科学未来館），2011[pdf]
  
  
  

手部筋肉への機能的電気刺激による指先に対する触覚提示(Geometric Relief Presentation to the Fingertip by Using Functional Electrical Stimulation to the Hand Muscles) †

近年、タッチパネルにおける指先への凹凸感の提示方法として、タッチパネルそのものが振動し触覚提示する手法や、ピンアレイを用いて物理的にパネルを変形させる手法が用いられている。しかし、これらの手法では提示面に振動子やピンなどの大掛かりな実装が必要であり、提示面が限定されるなどの問題点も存在する。そこで本研究は、手部に装着するウェアラブルデバイスにより、凹凸を知覚させることを目指す。デバイスから骨格筋へ電気刺激することで、指先との接触面に水平方向の力を生み出し、実際の凹凸面を指でなぞった際に生じる筋収縮とそれに伴う筋・皮膚感覚を生起させる。これを実現することで、小型デバイスによる高いリアリティの凹凸感を提示することができ、タッチパネルはもちろんプロジェクタ投影された壁や机などへの、触覚提示面を限定しない汎用性を持った触覚提示が可能であると考えられる。

Geometric relief presentation techniques for touch screen have been proposed, but these techniques require large-scale equipment. In this study, we aim to present geometric relief by using FES (Functional Electrical Stimulation) device attached to the hand. Produces horizontal force by the FES drives a finger that touches the surface. It generates skin sensation and muscular contraction similar to that occurs when tracing the actual uneven surface by the finger.

• 宇戸，岡崎，佐藤, 福嶋，梶本：手部筋肉への機能的電気刺激を用いた指先への触覚提示，第16回日本バーチャルリアリティ学会大会(2011年9月 函館)，2011[pdf]

注意領域への集中力向上を目的とした領域外における視覚刺激(Visual Stimulation Outside Work Area to Improve Concentration of Attention on the Area) †

学習環境や就業環境において，頻繁に周囲に視線が向いてしまう状況では作業に専念できない．また，集中して作業をしている時は視線が作業領域に固定され周囲の環境が気にならなくなる．ここで，注視と集中度が相関するならば，作業領域への視線誘導によりユーザの注意集中を向上させることが可能であると言える．本研究では，作業領域へ視線を誘導する視覚刺激を提示することで，その領域への注意集中を向上させることを目的とする．

There were numerous attempts to induce concentration by background music or odor. However, they have drawbacks such that speaker and aroma are sometimes annoying to the surrounding people, while headphone simply blocks communication. To cope with this problem, we proposed to use visual stimulation as a new way to induce concentration. It is well-known that our gaze is fixed on the work area while we are concentrating on the work. This fact implies possibility that user's concentration will be improved by visually moving pattern that guides the eye gaze to the work area. In this paper, we explored the influences of the stimulus pattern of the user's concentration by presenting the visual stimulus outside the work area.

• 橘，岡部, 佐藤，福嶋，梶本：注意領域への集中力向上を目的とした領域外における視覚刺激， 第16回日本バーチャルリアリティ学会大会(2011年9月 函館)，2011[pdf]

掌タッチパネル(A Touch Screen in the Palm) †

タッチパネル型の携帯情報端末が普及している。タッチパネルは画面の上で操作するUI(User Interface)である。これに対して我々は、画面ではなく、タッチパネルを把持した掌の上で操作する体験が得られるUIを提案する。これを実現するためにタッチパネルの背面に電気触覚ディスプレイを貼付し、タッチパネルへの指先の押下を電気触覚として背面の掌に提示すると共に、画面の映像も触刺激として掌に提示する。掌の上で操作することで、従来視覚的にしか認識できなかったグラフィックスの位置や感触や動きやリアクションなどを掌の触覚として認識出来る。そのため、より正確にタッチパネルを操作できるようになると考える。

We present the method to use the palm as a touch screen. A user holds the mobile device which attached an electro-tactile display on the back of the device. The visual information (eg., software keyboard and icon) and contact with the finger in front of the screen are transmitted to the palm as tactile stimulation by the electro-tactile display. In this way, user can operate such the visual information as software keyboard without seeing it. In this paper we propose the mobile device allowing the palm to be used as touch surface.

• S. Fukushima, H. Kajimoto: Palm Touch Panel:Providing Touch Sensation Through the Device， In ACM International Conference on Interactive Tabletops and Surfaces, ITS ’11, Page 79-82, Kobe, Japan, , November 13-16, 2011.[pdf]
• 福嶋，梶本：掌と同化したタッチパネル，CEDEC2011，2011CEDECページ;
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胸部への触覚提示を用いた好意の生起(Evocation of Positive Feeling toward a Person by Tactile Stimulation to Chest) †

人は好みの異性を目にした時、心拍の上昇や胸が締め付けられたような感覚を生起することがある。これらは一般的に「胸キュン」と呼ばれている現象で、相手に対して好意を抱いたときに生じる生理的興奮である。また、「胸キュン」が夫婦やカップルの間で互いの良さを再確認するきっかけになることもあり、新鮮味のなくなった関係を再び良好なものにするために非常に重要な役割を果たすと考えられる。そこで本研究では「胸キュン」を人工的に発生させることによって、人の好意を生起させることを目的とした。我々はユーザの胸部にスピーカーを装着し、そのスピーカーから心拍と同期した振動を提示する。これにより、ユーザはスピーカーを自分の身体の一部であるように感じる。この状態で、振動に様々な変化を加えることによって「胸キュン」を再現することを試みた。

When a human sees the opposite sex, rising heart-rate is sometimes perceived. This physiological phenomenonwork as a signal of reconfirming a one's positive feeling toward the other. Therefore, there is a possibility that we can modify one’s feeling toward the other by presenting pseudo heartbeat. While there were some previous works that presented pseudo heartbeat by visual or auditory cues, we proposed to use tactile cue that is generated by a vibrator on a chest. We also conducted an experiment to confirm that positive feeling toward a person is elicited by the tactile cue.

• 西村，粟生, 石井, 佐藤，福嶋，梶本：胸部への触覚提示を用いた好意の生起， 第16回日本バーチャルリアリティ学会大会(2011年9月 函館)，2011[pdf]

ソファを介した遠隔コミュニケーション †

本研究では、ソファの隣に他人が座ると振動や音などの情報からその人の存在を知覚できるこ とに着目し、ソファを介した遠隔コミュニケーションの実現を目的とする。本稿では人がソファに座った際に生 じる触覚刺激と聴覚刺激について、どちらの要因が人の存在感の知覚により大きな影響を与えるかを比較した。 その結果、聴覚刺激より触覚刺激の方がより容易に人の存在感を伝えうることがわかった。今後はこの実験結 果をもとに、遠隔コミュニケーション用ソファを設計する。

• 熊谷, 横山，佐藤，福嶋，梶本：ソファを介した遠隔コミュニケーション，エンタテインメントコンピューティング2011（2011年09月 日本科学未来館），2011[pdf]

前腕部への触刺激に対する温度感覚の重畳 (Addition of Thermal Sensation to Tactile Stimulation on the Forearm ) †

温覚刺激を皮膚に提示しながらその近傍に触刺激を提示すると、触刺激に温覚が重畳されるという現象が知られている．温度感覚の空間分解能の低さが一因であるという意味では，近傍点同士の温度感覚が穴埋めされる温度錯覚（thermal referral）と類似の現象であると考えられる．一方で本現象においてどのような触刺激がこの現象に寄与するかは未だに解明されていない。そこで本研究では、これらの現象に関与する機械受容器を特定することを目的とする。我々は人の前腕部にペルチェ素子を貼付し、その近傍に振動刺激を提示した。振動刺激に重畳される温度感覚と振動刺激周波数の関係を調べることで本現象の機序を調べた。

We found a phenomenon that if a subject is presented heat stimulation and vibratory stimulation simultaneously on the forearm, the subject perceives the heat sensation on the position of the vibratory stimulation. It is a similar phenomenon to the illusion called thermal referral. To reveal the mechanism of the phenomenon, we focused on which kind of mechanoreceptor is responsible for the phenomenon. We varied the frequencies of vibratory stimulation to stimulate different mechanoreceptors.

• 渡辺, 大原, 國安，佐藤, 福嶋，梶本：前腕部への触刺激に対する温度感覚の重畳 ，第16回日本バーチャルリアリティ学会大会(2011年9月 函館)，2011[pdf]

2010- †

手部内におけるファントムセンセーション(Phantom Sensation inside of the hand) †

従来のポータブル機器における触覚提示ではクリック感やテクスチャ感などといった２次元平面上での触覚提示が可能である。これに加え、更に奥行き情報を触覚的に提示することが出来れば、ポータブル機器で3次元的な触覚提示が可能になると考えられる。そこで、我々はデバイスを把持した手の中にファントムセンセーションを生起させることで奥行き感を触覚的に再現する。試作デバイスは手の平と手の甲に振動子をつけこれを同時に振動させる簡便な機構である。

Recently a glasses-free 3D display comes into common use in smartphones and handheld game devices. Our aim is the haptization of 3D visual images in these portable devices. In order to achieve this goal, we focus on the "hand" that holds the portable device, and present the depth haptic sensation "inside" of the hand so as to match the depth of a 3D visual image. To provide haptic sensation insight of the body, we utilize Phantom Sensation. Phantom Sensation is a pseudo-tactile sensation that occurs when two or more mechanical or electrical stimuli are presented simultaneously to the skin. The basic characteristic of Phantom Sensation has been revealed by a number of researchers, but there has been no report that PhS arise in the body. In this paper we investigate if Phantom Sensation arise inside of the hand, summarize the basic characteristic of Phantom Sensation inside of the hand

• 石井，福嶋,古川,梶本：ファントムセンセーションを用いた手掌部への貫通感提示，SICE_SI_2010，2010[pdf];

Pseudo-Haptic Feedback Augmented with Visual and Tactile Vibrations †

Haptic sensations can be induced without requiring haptic devices through　pseudo-haptic feedback by the influence of another sensory modality, such as vision. In　this paper, we propose two novel approaches that combine pseudo-haptic feedback with visual and tactile vibrations in order to augment the overall haptic sensation. We would like to investigate the integration of pseudo-haptic feedback with vibratory feedback.　The first technique enhances pseudo-haptic textures with a stripe pattern that provides a vibro-tactile stimulus. The second technique modulates the perceived material　stiffness of a virtual object using vibratory models for visual and tactile feedback,　introducing novel pseudo-haptic effect based on visual vibrations.

掌の上で動く他者の指先から得られる近接感(Tactile Proximity Sensation Induced by Other’s Finger Movement above One’s Palm) †

くすぐられる仕草をされると，皮膚に触れなくともくすぐったく感じることが知られている．これは視覚・触覚に応答する多感覚ニューロンの活動により生じることが指摘されており，本研究ではこれを接触せずに得られる身体感覚として「近接感」と定義する．この近接感は視覚的手がかりのみを用いて誘発することが可能であることから，視覚提示装置のみで再現可能な感覚であると考えられる．この近接感を実触覚刺激と併用することにより，触覚モーダルを介した遠隔地間のコミュニケーションにおける触覚刺激にくすぐったさという意味付けが行えると期待できる．そこで本稿ではまず，他者の指先の運動を掌の上に視覚的に重畳させ，近接感を誘発させる手法を提案する．

It is widely known that tickle sensation is not only induced by direct contact but also induced by the gesture near the body surface. This phenomenon can be utilized for the remote communication as a way to present pseudo haptic sensation with visual cue. In this paper, this pseudo haptic sensation was combined with vibration and tickle sensation was evaluated. The result revealed that combination of vibration and the visual cue presenting the gesture near the body surface induces as strong tickle sensation as the real tickle.

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出会い頭の衝突回避を目的とした周辺視野への接近感提示(Visual Stimuli for Pedestrian Clash Avoidance Using Peripheral Vision) †

車や人の交通の安全を守るために，進路上の危険を知らせる装置が数多く考案されてきた．例えば歩行者同士の出会い頭の衝突を防ぐために，見通しの悪い曲がり角にはミラーが設置されている．また，近年ではヘッドアップディスプレイを用いた仮想ミラーの研究も行われている．しかし，ミラーから相手の運動情報を解釈するためには，対象を注視し，脳内で画像を左右反転する必要があるため，多くの心的資源を要する． そこで本稿では，思わず避けてしまいたくなるような接近感を、より少ない心的資源で提示することを考える．この接近感とは，「運動体が差し迫り，あたかも衝突するかのように感じる感覚」と定義する．また歩行者の接近は，注視の必要がある中心視野ではなく，広視野角を持つ周辺視野で知覚出来ることが望ましい．従って，死角から迫る歩行者の接近感を周辺視野で知覚可能な視覚刺激として，壁面に提示する手法を提案する．

A blind corner has a mirror to prevent collisions of pedestrians. However, the pedestrians need to gaze at the mirror and calculate the reflected image, which is a relatively high mental load. To cope with this problem, we propose to present easy-to-understand “approaching image” to peripheral vision. This visual stimulus is displayed on the wall, which is designed to look as if the wall is transparent. It is expected that this visual cue conveys distance and velocity information of the other pedestrian. The result of evaluation experiment showed that the participants are able to obtain the approaching sensation.

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歩行誘導における自己運動を用いたベクション場の設計(“Vection Field” for Pedestrian Traffic Control) †

現在の一般的な歩行誘導には記号や音声が用いられているが、歩行者はその意味を解釈する過程が必要であり、歩行者が行動をおこすまでに時間がかかる。こうした中、直感的に歩行者を誘導するウェアラブルな装置が考案されている。しかし、装置の着脱は歩行者にとって負担になると考えられる。 そこで我々は、直感的かつ装置の着脱を必要としない歩行誘導手段として、視覚誘導性自己運動感(ベクション)に着目した。本研究では、レンチキュラレンズを用いて歩行誘導に有効な視覚刺激を床面へ広範囲に呈示し、場が歩行者を誘導する「ベクション場」を形成する。レンチキュラレンズという受動素子を用いることで、視覚刺激は歩行者の動きに応じてた視覚刺激が完全無電源で生成される変化する。本研究では、レンチキュラレンズを用いた歩行誘導に有効な視覚刺激を、制作設計，評価する。

Today in general traffic field, visual signs and audio cues are used for pedestrian control. As the pedestrians need to acquire and recognize them, time delay between cognition and action occurs. To cope with this problem, some wearable devices were proposed that control the pedestrians intuitively. However, attaching and removing the devices are cumbersome and not practical. In this study, we propose a new visual navigation method for pedestrians using “Vection Field”, where the optical flow is presented on the floor. The optical flow is presented by using lenticular lenses. The lenticular lens, that is the passive optical element, generates the visual stimulus based on the pedestrian’s movement without electrical power supply. In this paper, we designed a basic visual stimulus and evaluated principle of our proposed method for the directional navigation. The results revealed that the optical-flow composed of stripes and random-dot pattern both displace pedestrian’s pathway significantly.

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耳介への触覚刺激を用いた音響効果の増幅(The Enhancement of Hearing using a Combination of Sound and Skin Sensation to the Pinna) †

高臨場感技術の飛躍的な進歩によって録音された音楽や音声をより忠実に再現できるようになった。しかし再現された音響のみでさらなる音響体験を生み出すのは困難であり、別のアプローチが必要と考えられる。今回我々は音響を聴いたときに想起する「情動」に着目し、音響体験によって誘発される情動体験を強調することによって音響体験の質を高められると考えた。そこで音響に耳への皮膚感覚を付加することでヒトの音響体験をより魅力的にする手法を提案する。

Recent development in sound technologies has enabled the realistic replay of real-life sounds. Thanks to these technol-ogies, we can experience a virtual real sound environment. However, there are other types of sound technologies that enhance reality, such as acoustic filters, sound effects, and background music. They are quite effective if carefully prepared, but they also alter the sound itself. Consequently, sound is simultaneously used to reconstruct realistic envi-ronments and to enhance emotions, which are actually incompatible functions. With this background, we focused on using tactile modality to enhance emotions and propose a method that enhances the sound experience by a combination of sound and skin sensation to the pinna (earlobe). In this paper, we evaluate the effectiveness of this method.

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液体を注ぐ際の心地よさに着目した触覚ディスプレイの提案(The tactile display that presents a sensation of pouring liquids) †

さわり心地の良い毛布や押し心地の良いボタンと形容されるように，人間は触覚により「心地よさ」を知覚することができると考えられる．本研究では，触覚による「心地よさ」を提示するため，液体を注ぐ際に生じる振動触覚に着目した．液体の満たされた容器から液体を注ぐことで，「トクトク」といった音とともに、容器を把持した指先に微少な振動触覚が伝達される．本稿ではこの振動触覚を提示することで，体験者に「心地よさ」を提示するデバイスを製作する．

In this paper, we propose a novel tactile display that presents comfortable sensation to the user. We focus on the tactile sensation of pouring liquids. When we pour liquids that are in the bottle, we perceive sound like “tang” and mild vibrotactile sensation to the fingers grasping the bottle. We record and replay the vibrotactile sensation of pouring liquids by a simple tactile display

運動後に感覚呈示を行う触力覚運動教示システム(Motion Instruction System by Haptic Display Presenting Sensory Input after Motion) †

従来の運動教示システムは望ましい行動を運動前に感覚呈示する，「感覚→運動」という流れに焦点が当てられてきた．しかし生理学的知見によれば，運動自身が感覚入力を制御しているという報告がされている．本研究ではこの知見を考慮し，新たな運動教示手法として運動の結果生じる感覚を運動後に拡張して呈示する，「運動→感覚」の手法を提案する．

Previous motion instruction systems with haptic displays have often been following "Sensation before Motion" flow, which means that desirable behavior is presented to one's sense before one's actual motion. However, they can't present motional feedback. This feedback is important for constructing one's body image. This paper proposes a new strategy "Sensation after Motion" flow that presents the enhanced sensory inputs after motion, to support acquiring his/her body image haptically.

体毛－毛包受容器構造に着目した触覚増強機構の製作(Tactile Enhancement Structure Focus on Hair Follicle Receptor) †

体毛－毛包受容器からなる受容器は，受容器の一部である体毛が体外に露出している点で他の受容器に比して特異性を持つ．また近年の研究により，無毛部では知覚されないような微小な力が体毛の寄与によって知覚される現象が報告されている．この構造を拡張することで，通常知覚不可能なほど微小な力が知覚可能になると考え，本機構の着想に至った．本機構ではマトリクス状に並べられた人工毛が外界からの微細な刺激により駆動され，皮膚表面への刺激を増強する．これは電気的機構を伴わず，形状の自由度が高いため，身体の多様な部位での装着が可能である．

Comparing with other receptors, hair follicle receptor has specificity that part of receptor is exposed to outside. Also, recent research showed that skin hair contributes to the perception of minute force which cannot be perceived with hairless skin. We considered that we can perceive minute force which is normally unnoticeable by extending this structure. Our idea of tactile enhancement mimics the structure of hair follicle receptor. In this mechanism, a matrix of artificial skin hair is driven by minute force from outside and it drives the skin surface. This structure can be used at any part of the human body because it is fully composed of passive elements.

手掌への触覚刺激により生起するバーチャルな倒立振子の再現(Reproduce of Virtual Inverted Pendulum by Tactile Stimulation on a Hand) †

人が掌の上で倒立振子の安定化を行うとき、視覚情報と触覚情報を手掛かりにしていることは容易に理解できよう．我々はこの倒立振子の安定化における触覚刺激に着目し、倒立振子が与えている触覚刺激を人に提示することで倒立振子感の再現が可能であると考えた．そこで人が安定化を行う上で手掛かりにしている触覚刺激を明らかにするため、実験を行った．実験から具体的な触覚刺激については明らかにならなかったが、実験中に得られた内観報告から、人が倒立振子の安定化においては倒立振子と掌との接点回りのモーメントを知覚していることが予想された．本稿では、この実験内容と結果を報告するとともに、人に与えるべき刺激について考察する．

When a human balance inverted pendulum standing on a hand, human do that with visual, tactile and haptic cues. So we hypothesized that virtual inverted pendulum can be reproduced if human get right cutaneous cues. Therefore we observed cutaneous cues that human most use when they balance inverted pendulum.This paper reports on the design and results of the experiment that subjects balance inverted pendulum standing on a hand.

口腔における双方向コミュニケーションデバイスの開発(Development of a kiss-like remote mouth communication device for close relationships) †

本研究では，恋人や夫婦といった親密な関係にある者同士を対象とした遠隔コミュニケーションデバイスを提案する．コミュニケーション設計において，我々は深い愛情表現である「接吻」という行為に着目した．接吻は口腔における双方向触覚コミュニケーションである．したがって，遠隔地においても口腔に対して双方向に触覚提示をおこなうことで，親密な感情あるいは愛情の表現が可能になると考えられる．

In this study, we propose a novel remote communication device for close relationships like lovers. We focus on kisses, since kisses are haptic communications on the mouths that can express deep emotion. We considered that if we mutually present the haptic sensation to each mouth, we can convey the expression of emotion, deepen their relationship.

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電気刺激を用いた指先への滑り感の提示(Pseudo Slipping Sensation to the Fingertip with Electrical Stimulation) †

PCなどのポインタを操作するポインティングデバイスは，力制御による入力方式のポインティングスティック型と，位置制御による入力方式のタッチパッド型に大別される．前者は小面積での入力が可能であるが，曲線を描くような細かい操作が困難である．一方で，後者は直感的であり細かい操作が可能であるが，前者に比べ設置面積が大きくなってしまう．つまり，従来の入力インタフェースでは，入力環境の小面積化と直感性の両立は困難であった． 本研究では小面積かつ直観的操作が可能な入力インタフェースの実現のために，当研究室が発見した電気刺激を用いた滑り錯覚という現象を利用したポインティングデバイスを提案する．発見された滑り錯覚は，指の腹を接触させた状態で指先に水平方向の力を加えている時に，力の方向と逆の方向に移動する電気刺激を提示すると，指先が動いていないにも関わらず，力を加えた方向に自分の指が滑っていくように感じるものである． この滑り錯覚を利用することにより，ユーザは指を動かすことなく，位置による入力をしているように錯覚させることができると考えられる．つまり，力制御型のような小面積な入力環境でありながら，位置制御型のような操作感が得られるポインティングデバイスが実現できると考えられる．

We found a new haptic illusion that causes pseudo slipping sensation. An electro-tactile display constantly presents moving pattern to a finger. When shearing force is applied to the finger which direction is opposite to the presented motion, the participant feels as if his/her finger moves with constant speed. As this illusion presents pseudo motion, it can be applied to a new type of pointing device that does not move, but presents motion to the user by the illusion, resulting in smaller workspace. In this paper, we investigated the occurrence condition of the illusion focusing on the shearing force of the fingertip and the velocity of the electrical stimulation.

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2009- †

前腕部触覚提示による「手を牽く」方向提示(Presentation of direction by stimulation to the forearm skin) 2009- †

触力覚による方向教示は，例えば書字トレーニングから歩行ナビゲーションまで幅広い応用が提案されている．しかしウエアラブル環境下で実現する場合，外力を出せないという問題がある．従来の機械的振動を用いた方向提示手法では直感性にやや欠け，またジャイロ効果や知覚の非線形性を利用した手法では重厚な装置の把持が必要であり，不要な振動感覚を生じてしまう問題があった．そこで我々は，直感的かつ手の動作を制限することなく方向提示を行うための手法として前腕部の牽引に着目した．本研究では、前腕部に装着したデバイスにより前腕部側面の皮膚を牽引する。これによりウエアラブルであるにも関わらず牽引された方向に力を感じることができる。この力を任意方向に対し生じさせることで，あたかも前腕部の牽引によって方向提示を受けているかのような感覚を実現する．

There are many kinds of project to navigate user’s way by tactile sensation. However, devices that use mechanical vibrations are not intuitive because we judge a meaning of vibration pattern. In addition, devices that use gyro effect or nonlinearity of human perception are not natural due to unnecessary vibration, and we should hold them in user’s hand. In order to resolve these problems, we propose a new wearable navigation method that pulls forearm skin. In our method, user’s both hands can be free. In addition, tactile stimulation is very soft and natural. In this paper, we report atractive capability of the method. Key Words : navigation， forearm skin ，wearable.

温度によって生じるファントムセンセーション(Phantom sensation induced by temperature) 2009- †

ファントムセンセーション(PhS)は，皮膚上のある２点を振動刺激すると，２点を結ぶ直線上に一つの触振動感覚が生じる触錯覚現象として広く知られている．本研究は，触振動感覚以外に熱知覚に着目し，PhS像に熱的な性質が転移しうるのか，また熱刺激入力のみによってPhS像が生起するのかについての検証を行うものである．作成した装置を用いて，前腕上の離れた２点の温覚に対し刺激を行い，２刺激間に１つの熱源像が知覚されることが実際に確認された．２点の刺激の強度差・時間差による定位変化実験についても言及し，温度知覚において「熱ファントムセンセーション」が生じることを示す．

This paper describes "the heat phantom sensation" that is induced by stimulating two points of thermal stimuli. Phantom sensation is known as one of the tactile illusions that induce illusionary sensation between two or more vibratory stimuli. In this research, we focused on heat sensation. The heat phantom sensation has not been confirmed so far. We used two heat stimulators to prove existence of heat phantom sensation. We show that fundamental known characteristics of PhS by the vibration stimulation can be observed in heat phantom sensation.

触仮現運動における質感に関する研究(Study on character during haptic apparent motion.) 2009- †

ヒトの腹部に仮現運動を提示したとき，ヒトが知覚する「刺激の太さ（知覚幅）」と「くすぐったさ（くすぐり感）」が振動子の振動周波によって変わるという新しい現象を発見した．本研究では振動子の個数など仮現運動に影響を与える要素に着目してこの現象の発生機序について検証を行い，仮現運動の知覚内容を主とした新たな知見獲得を目指す．

Although there are a lot of researches on the occurrence condition of haptic apparent motion, there are quite limited reports on the subjective quality of the illusory sensation. In this paper, we report a new haptic phenomenon that width perception during haptic apparent motion is affected by vibration frequency, especially when there are numerous stimulation points. We used five speakers of 5cm in diameter as stimulators. The stimulators were put on the abdomen, 12cm interval. When the stimulation frequency was 240Hz, we observed that the participants felt a very thin line of around 5mm in width. This dramatic effect had strong correlation with the stimulation frequency, and the higher frequency gave the thinner perception.

スローモーション触覚提示技術(Presentation method of tactile sensation in slow motion) 2009- †

映像におけるスローモーション再生は，実世界では確認できなかった物理現象を視覚的に捉え，またその異様さは独特の感動効果をもたらす．この効果は既に広く知られており，科学，芸術，エンタテインメントなど多くの分野で実際に用いられ始めている．そこで我々は，このスローモーション再生の効果は触覚にも存在するのではないかと考え，記録・再生装置を実際に製作し，触覚においても映像と同様の効果が存在することを確認した．本研究では，確認された効果を基に触覚をスローモーション再生する際に生じる人間の知覚特性について調査し，触覚のスロー効果を持ちいた新たな表現技法の確立やアプリケーションの製作を目的とする．

Now, we can enjoy slow motion contents of visual and audio easily. Slow motion technique gives us new impression for art and entertainment and help of breakthrough for science and technology. At this moment, we considered that tactile area also has the effect of slow motion replay, and confirmed the slow motion effect of tactile area by developing slow motion tactile player. Our purpose of this project is to clarify specific effects of tactile slow motion such as conservation of physicality, and develop new tactile applications by this effect.

周辺視野選択的な運動知覚を実現する視覚刺激の提案(Toward visual motion stimulus that is selectively perceived in peripheral visual field) 2009- †

動画像，あるいは静止画像に対する加工の一種として，画像に対して運動を付与または増強し，迫力を増す手法がこれまで様々に提案されてきた．画像に対し運動方向のフローを重畳する手法は効果的であると考えられるが，重畳させるパターン自体によって画質が劣化するという問題がある．そこで本研究では，視野中心では画質劣化が知覚されず，しかも視野全体では運動を知覚させる手法を提案する．人間の視覚はその特性から中心視野と周辺視野に分別され，ある閾値よりも高い時間周波数で提示された運動は周辺視野のみで知覚されることが知られている．本研究ではこの視覚特性を利用し，輝度コントラストの縞模様を，中心視野における時間解像度以下の時間周期になるように動かすことで，中心視野では劣化のない画像，周辺視野では運動を知覚するような視覚刺激を提示可能とする．

Many methods were proposed to augment visual motion for static pictures or movies. Though it is thought it's effective to add motion flow to the pictures, it has a problem that their spatial resolution gets worse. In this article, we propose a system that human don't perceive any deteriorate in foveal visual field, and human can perceive their visual motion in peripheral visual field by using moving striped luminance patterns correspond to a frequency that human can't perceive in foveal visual field. The visual field can divide in foveal visual field and peripheral visual field by its spatiotemporal quality, and it is said that peripheral visual field has more temporal sensitivity.

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液面知覚に関する研究(Tactile perception of the liquid surface) 2009- †

水面に手や腕を浸すと、水と大気との境界を触覚として、はっきりと感じるという現象がある。水温を体温と等しくした場合により明瞭となることから、温度受容器ではなく機械受容器が関与していると考えられる。しかし、どのような物理的機序でこのような触覚が生じるのか未知の部分が多い。仮に我々が水圧そのものを知覚しているとすると、その圧力は水深に比例し、水深が0の水面において水圧は0である。そのため、水面を知覚するという現象において、単純に水圧を知覚しているということは考え難い。そこで本研究では,我々がどのようにして大気と液体の境界を触覚的に知覚しているのかを明らかにすることを目的とし,界面に作用するという点で我々が液面として知覚しているものである可能性の一つとして考えられる表面張力の寄与を検証する実験を行った. さらに,皮膚とともに界面および液体に触れるという点で,我々が液面として知覚しているものである可能性の一つとして考えられる体毛の液面知覚の寄与を検証する実験も行った.

When we soak our hands or arms in the surface of water , there is a phenomenon which we can feel clearly its boundary between water and atmosphere as a sense of touch. It becomes more distinctly when air temperature and water temperature are an equal, so it is thought it involves not the thermal receptor but the the mechanoreceptor. However, mechanism underlying the perception is not fully understood. If we perceive hydraulic pressure itself, its pressure is proportional to the depth, therefore we cannot perceive the surface, which hydraulic pressure is 0. This study aims to make clear how we perceive the boundary between atmosphere and water as a sense of touch, and we examined about surface tension which is thought as one of the most important possibilities affects an interface.

周期的な前腕運動中における手掌部の皮膚感覚抑制による弾性物体把持錯覚の研究(Haptic illusion of elasticity by tactile suppression on palm during periodical forearm motion) 2009- †

これまでの触覚研究において，「アリストテレスの錯覚」のような静的な皮膚感覚における触錯覚が数多く報告されている．こうした中で我々は，前腕を上下に振る動作中に手掌へ定常的な振動触覚を与えると，前腕の動作に合わせて手掌上で弾性物体が弾んでいるかのような弾性物体把持錯覚が生じることを発見した．本錯覚は手掌への定常的な振動呈示による皮膚感覚と，前腕の上下運動による固有受容感覚変化によって生じる複合錯覚である．本研究では，周期的な前腕運動中に手掌へ与えられた振動に対する皮膚の刺激感度の時間的変化に着目し，本錯覚の発生機序を解明する．

In the current study about skin sensation, numerous precedents of haptic　illusions perceived in static condition have been reported, such as the “Aristotle's illusion”. In this situation, we found out a new illusion as if an elastic object bounced on a palm to the accompaniment of a forearm movement if we gave a steadily vibratory tactile stimulation to the palm while moving the forearm vertically. This is a combined illusion of skin sensation by steadily vibratory tactile stimulation to the palm and proprioceptive sensation by vertical forearm motion. In this study, we investigate the mechanism of this new haptic illusion focusing on the temporal change of tactile suppression during periodical forearm motion.

皮膚インピーダンス情報を利用する電気触覚ディスプレイ(Electro-Tactile Display with Realtime Feedback of Skin Impedance) 2009- †

電気触覚ディスプレイは皮膚表面に配置した電極からの電気刺激により皮膚下の受容器につながる神経軸索を直接駆動する触覚ディスプレイである．簡易な構成が可能である点で実用性は高いと考えられるが，感覚を完全に安定化させることが難しかった．本研究では皮膚の電気的インピーダンスに応じたリアルタイム電流制御によって感覚の安定化を試みる．数十μsの単一パルス内部で数十回にわたるインピーダンス計測・刺激制御を行い，従来分離されていた計測フェーズと刺激フェーズを統一することで，誰もが安心して触れる電気触覚ディスプレイを実現する．

Elecro-tactile display is a tactile display composed of skin surface electrodes. It has many ideal features such as durability and energy efficiency, but it did not prevail as a standard device since quantity and quality of generated sensation is instable. One possible solution to the instability problem is to monitor skin electrical impedance. Previous works succeeded in measuring the impedance, but failed to construct true realtime feedback loop. In this paper, we show a new system that has a few microsecond feedback loop, which is sufficiently fast compared to ordinary electrical stimulation pulse (30 to 200 microseconds)

蒸気圧覚に関する研究(A Study on Pressure Sensation by Steam) 2009- †

手を熱湯の上にかざしたとき、時として温度感覚以外に圧覚を知覚することがある。いくつかの理由が蒸気や、温度や、湿度や触覚受容器などのように存在しているであろう。この現象を利用することによって、新しい非接触触覚ディスプレーを提案することができるだろう。本研究では、各要素を切り離すことによって、この現象の理由の解明を試みる。

In rare cases, pressure sensation perceives besides the thermal sensation when the hand is held on the boiling water. Some reason would exist such as steam, temperature, humidity and tactile receptor. A novel non-contact tactile display could be proposed by applying this phenomenon. In this study, we try to solve the reason of this phenomenon by separating each element.

空気圧変動による手掌部へのテクスチャ感提示(Presentation of texture feeling using air pressure change to a palm)2009- †

触覚を知覚する受容器が振動を知覚する受容器であることは知られている。しかし、触感がどのような振動によりどのように知覚されているかはまだ明確にされていない。 我々は触感のうち特に布の手触り感といったテクスチャ感に着目した。本研究では、従来200Hzなど単一な周波数が提示されていたことが多かっため、2つの周波数の合成波などの複雑な周波数を提示できるとして、スピーカを利用した装置を利用した。波形パターンを組み合わせることで，例えば微細なテクスチャ感と全体的なやわらかさなど，従来は皮膚感覚ディスプレイと力覚ディスプレイで分離して提示せざるを得なかった複雑な感触を，単一の皮膚感覚提示装置で再生することを目的とする.

We suggested a Hi-Fi tactile display that presents tactile sensation to user’s palm. Due to wide band width of frequency, our display can output complex waveforms. Our display also can present very soft tactile sensation by using air pressure. By using this display, we succeeded in presenting realistic physicality of viscoelastic object. On this report, we confirm an ability of presentation of texture feeling such as carpet, hemp, nylon and other various cloths on the display to transmit more realistic physical phenomena by tactile sensation. Also we try to synthesize and output kinesthetic sense and tactile feeling on our display.

2008- †

筋活動の計測を用いた笑いの増幅 (The Enhancement of Laugh by using Muscle activity) 2008- †

現在、バラエティ番組やコメディ番組等の映像コンテンツには観客の笑い声（いわゆるラフトラック）が人為的に付加されている。ラフトラックには、視聴者の共感作用に働きかけ笑いの閾値を下げる効果があるとされている。ただし、不自然なラフトラックや視聴者のおかしみに反してラフトラックを再生すると視聴者に違和感を与えてしまう。 我々は視聴者の笑いに同期させてラフトラックを再生させる装置、笑い増幅器を製作した。本装置は、視聴者の周囲に人形を配置し、人形から笑い声を再生する。人形を介して観客の笑い声や存在感を実体化する事で視聴者の共感作用をさらに増幅できると考える。 また、視聴者の笑いを検出するために剣状突起部の筋電位を計測する手法を用いた。本手法は、視聴者の笑いの初期動作を素早く検出できるため、視聴者の笑いに同調させてラフトラックを再生する事が可能である。

On television show, we are familiar with artificial sound of laughter so called “canned laughter” or “laugh track”. It generally has an enhancement effect of human’s laugh. However, if the sound is played when the user dislike the contents, it works negatively. To cope with this problem, we propose a system that produces the laugh track synchronized with the user’s laugh motion. We use a myoelectric signal from diaphragmatic muscle to detect initial laugh, and dolls around the user to produce laugh sound. We speculated that although initial laugh trigger from the user is necessary, the system still can effectively enhance the laugh activity, and even affect the 　subjective quality of the contents.

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超高品位触覚提示装置 (Emotional Touch -A novel tactile interface completing with extremely high temporal bandwidth-) 2008- †

本研究は，従来の触覚提示の主目的であった記号的な情報提示とは一線を画す，感性的な触覚情報の提示を目指すものである．そのため，従来研究で重要視された空間解像度を捨て，代わりに従来研究で犠牲となっていた時間的なダイナミックレンジを極限にまで高めるという手法を用いている．システムは，音響スピーカを用いた極めて簡素な構成であり，小型・軽量・低コスト小型化が可能である．本システムを用いて，人の手に触れるあらゆる機器での豊かな触覚コミュニケーションを実現する．

We proposed and developed a novel interface to display high-quality tactile information by improving the temporal bandwidth extremely. The system is composed of two oppositely arranged speakers. A user holds the speakers in between his/her both hands while the speakers vibrate air between the speakers and the palms. The user feels suctioning and pushing sensations to the palms from the air pressure. Spatial distribution of the pressure is uniform and the user can feel pure force without any feeling of edges. As the speaker has a potential to present tactile sensation of very wide frequency range, we can present many types of high-quality tactile feeling, such as liquid, some small objects and living matter. Additionally, we implemented several interactions between the display and the user by using force sensor and acceleration sensor, which enabled us to experience emotional feeling.

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鉛筆削りに着目した触覚的心地良さ提示デバイス(A Simple Rotational Tactile Display to Present a Sensation of Sharpening a Pencil) 2008- †

触覚的心地よさを提示する触覚デバイスを扱う. 従来の触覚デバイスは主に触覚的に環境情報を取得する事を目的として研究された. 一方で触覚には心地よさ, 気持ち悪さといった情動を生起するようなものも存在する. 本研究では手動鉛筆削りを使用する際に心地良さが得られることに着目した. 手動鉛筆削りの感覚を記録, 再生することで心地良さ提示を再現する.

This study proposes a simple 1 DOF rotational haptic display that achieves endless sharpening of a pencil. Many haptic applications have been proposed to present shapes, elasticity, viscosity, and other physical properties of the environment. While these are important to support many tasks such as teleoperation and computer aided design, we focus on the use of haptic display for amusement. We paid special attention to the feeling of “addictive comfortableness” induced by haptic stimulation. We take “pencil sharpener” as a typical example, because it is obviously comfortable and has addictiveness. Moreover, the mechanism is relatively simple because the sensation could be generated through 1 DOF haptic display.

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皮膚接触面の形状変化による疑似的な力覚提示手法 (A pseudo force sensation induced by changing skin contact shape and texture) 2008- †

地面に支点がないポータブルデバイスにとって、ユーザに力覚を提示することは困難である。一方、我々の力感覚は皮膚感覚によって錯覚させられることが知られている。そこで、皮膚感覚の変化による擬似的な力覚提示手法を提案する。指が触れている部分を剣山状に変化させることで、皮膚のひずみエネルギーを増やし、皮膚の接触力が変わらなくても力が強くなったように錯覚させることを目指す。

As the portable device is not grounded, presentation of true external force is quite difficult. In this paper, we propose a new pseudo-force presentation method by changing skin contact shape and texture. While total contact force is preserved, total strain energy is increased, which may induce perception of increased force.

ファントムセンセーション基礎特性の拡張可能性 (Unknown Charactors of Phantomsensation) 2008- †

触覚ディスプレイと呈示対象は空間的に近接している必要があるものが多い.このことが呈示対象者に肉体的な負担や制約もたらすことも多く実用上の１つの大きなネックとされてきた. 一方,ファントムセンセーション(PhS)と呼ばれる離れた2点の触覚振動刺激の中間地点に実刺激によらない刺激像が生じる錯覚現象が知られている.PhS用いて前記の制約を克服する試みはこれまでも行われており,一定の成果が報告されてきた.しかしPhS自体の認知特性に関する報告は未だ少ない.そこで本研究は未だ調査されていないPhSの諸特性について調査し,PhS生起原理の解明およびPhSの応用可能性の拡大を目指すものである.

Phantom Sensation (PhS) is a well known tactile illusion that we can feel tactile image in between the two remotely located vibrators. The illusory image’s intensity is proportional to that of the physical vibration, and position of the image is controllable (center of mass of the two vibrations). PhS may have the potential to dramatically reduce the number of stimulators, if not close to nothing. Physiological principle underlying PhS is still unobvious, and physical parameters necessary for the PhS was not fully persued. Therefore, there remains possibility that we can find unknown characteristics of PhS, which may overcome the current limitation of the use of the phenomenon. This is why we treat this classical phenomenon.

耳を引っ張る歩行誘導デバイスの提案 (Device for Walking Navigation by Pulling Ears) 2008- †

本研究では触覚を用いた歩行誘導装置について扱う. 従来のナビゲーションシステムは主に視覚, 聴覚へ情報を提示していた. しかしこれら二つの感覚は歩行時に外部の情報を得るためにも重要な感覚であるため, 他の感覚器を利用することが望ましい. 触覚においては腕を牽引されることが直観的なナビゲーション手法だと考えられるが, 従来提案されたシステムでは外力を発生させることができず, 不自然感が残ってしまっている. 我々は腕を引っ張られる手法と同様の直観的かつ簡便な性質を持つ歩行誘導手法として, 耳を引っ張ることを考えた. 耳を引っ張られる状況では, 手を引く場合と比べて少ないエネルギーで誘導可能となる.

We propose a new type of navigation interface for walking. Previous works on navigation mainly used visual and acoustic sensation, which is not intuitive. Some other works used tactile stimulation onto the hand or the arm to generate pseudo pulling force. But the device tended to become large and heavy. We propose to use ear, instead of hand and arm to generate the sensation of being pulled. Being pulled the ear for navigation is a common situation when we were children and hence, the sensation should be quite intuitive. At the same time, the amount of necessary force is quite small.

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皮膚を局所的に刺激するウェアラブル風覚提示デバイス (Study on Wearable Wind Display for Local Skin Stimulation) 2008- †

風覚を提示するデバイスを検討する. 従来の風覚ディスプレイの多くは環境に固定されており, ユーザと風源との間に距離が存在していたことから到達するまでに風が拡散してしまい, 局所的な提示が不可能であった. また, ユーザの位置を限定してしまっていた. 本研究ではユーザの皮膚近傍にウェアラブルな形態で風源を設置することにより風の拡散を防ぎ, 局所的に風を提示する.

We study a device to present wind sensation. Previous wind displays used array of fans that were fixed around the visual display. The distance between the fans and the user is relatively large, making it difficult to display “local” wind, such as someone’s breath on the neck. We propose a local wind display that is a new type of wearable device.

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2007- †

ハンドル把持における触覚提示に関する研究 -局所的に相殺する水平ひずみ群による圧覚提示- (A Study on Tactile Display through Grasping Handle -Pressure Presentation by Locally Balanced Horizontal Strains- ) 2007- †

本研究ではハンドル把持における触覚提示を扱う。従来のハンドルに対する触覚提示が主に振動によるアラートを目的としていたのに対して、圧覚をも提示することで、把持力の誘導等、操作感の制御を可能とする。ハンドルを細かく輪切りし、隣り合った2輪を互いに逆向きに回転させる。皮膚表面では局所的には水平ひずみを生じるが、二点弁別閾内に提示された逆方向の歪みの方向は知覚できない為、圧覚として知覚されると考えられる。

We study a tactile display on grasping handle. Previous works on tactile display on handle utilized vibration to alert the user. On the contrary, we propose to display pure pressure. As the user’s grasping force is unconsciously controlled by the pressure sensation, presentation of pressure may have the ability to navigate proper grasping force intuitively. To achieve this goal, we cut the handle into round slices, and rotate them. Directions of the adjacent rotations are set opposite with each other, so that the horizontal distortion is locally cancelled. As the spatial resolution of horizontal distortion is much larger than that of pressure, we cannot perceive the direction of rotation, while we perceive pure pressure.

ジッパー開閉感覚の解析および提示 (Analysis and presentation of zipper opening and fastening sensation ) 2007- †

ジッパーは、「開ける/閉める」「離す/繋ぐ」という面操作インタフェースとしての一般性を持っていると同時に、音や触覚的手がかりによって人間に直観的な情報を提示できる、優れたインタフェースである。しかしジッパーの感覚そのものに焦点を当てた研究は少ない。 そこで本研究では、力覚・触覚・聴覚の面からジッパーの開閉感覚を記録し、さらにその感覚を再生及び任意の感覚を提示する装置・システムの検討、実装を行っている。

A zipper is an interface. It not only has the generality as a 2D operation interface, but it also has an outstanding aspect of multimodal interface since it can present intuitive information by acoustic, tactile, and visual keys. However, there were few works on the sensation of the zipper itself. The goal of this research is to record and replay the opening and fastening sensation of a zipper through acoustic, tactile, and visual modalities. This paper focuses on the recording of tactile sensation of the zipper.

仮現運動を利用した”ばっさり感”提示の研究 (Presentation of a sense of “Bassari” by using tactile and acoustic apparent movement ) 2007- †

本研究では、刀によってバッサリ切られる感覚の提示方法を提案する。振動子を複数個取り付けた腹巻を製作し、仮現運動が生起する間隔で振動子を順に振動させると同時に「グサッ」という効果音を同様に移動させることで“ばっさり感”提示を可能にした。 この腹巻を装着した被験者に触刺激と音刺激を様々な速度条件の下で与え、触覚および聴覚刺激が融合して心地よい“ばっさり感”を生じる条件を検証している。

We propose a method of presenting the sense of being cut by the sword, or “Bassari”. It was enabled by displaying the motion of acoustic and tactile sensation. Arrays of speakers and vibrators are put inside a berry-band. In this paper, subjects who wear this berry-band were presented a vibrating stimulus and a auditory stimulus under various velocity conditions. We investigated under what conditions the two different modality were unified to one “Bassari” feeling.

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周辺視ディスプレイを用いた自己運動感覚の増強 (Augmented reality for sense of self-motion with peripheral display) 2007- †

屋内でルームランナー等を利用して運動した場合、視覚的な運動情報が少なく、屋外で運動した場合と比べ自己運動感覚に乏しい。この問題に対して我々は、視野の周辺部に対して積極的にオプティカルフローを提示することによる、自己運動感覚の増幅を提案する。これにより、屋外におけるランニングと同程度以上の爽快な運動を行い得ると考えられる。

The running is one of the most popular exercises in the world. People can do running in room by using the treadmill. However, running with treadmill is often short of sense of self-motion when compared with running outside. One of the main reasons of this problem is thought to be the short of visual information from peripheral view. In this research, we propose a system that could augment sense of self-motion by displaying optical flow to peripheral view area. Then it should be able to feel athletes, including runners with treadmill, as if they have more ability for the exercise. In this article, we show our device and report the concept of this system.

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空中に保持したカメラの感覚的スタビライゼーション (Sensory stabilization of handheld camera) 2007- †

カメラにとって古典的な問題であった「手ブレ」は、現在様々な補正技術により解決されている。しかし撮影の結果がブレないことと同等以上に、撮影操作中にブレないことを利用者が体感できることは重要である。そこで本研究では、ファインダ越しに見える画像の枠を、カメラの回転に合わせてロック・ロック解除する。さらに解除の瞬間に振動を与えることで、ロータリースイッチを回すような操作感をカメラに付与することを目指す。

"Motion blur" that is a typical problem for camera have been recently solved by various compensation technologies, such as mechanical compensation, electrical compensation, and computer vision technique. On the other hand, subjective “feeling of stability” during camera operation is almost as important as the resultant unblurred image. To achieve this goal, we propose to add a rotary-switch-like feeling on the handheld camera. We make “lock” and “release” states along the camera’s rotational axis both visually and haptically. The camera frame over the viewfinder is locked and released along the rotation, while haptic impulse is generated at the release moment. Through these techniques, the handheld camera is subjectively stabilized.

周辺視ディスプレイを用いたフライトシミュレータにおける移動感の増強 (The peripheral display for enhancement of speed sensation for the Flight Simulator) 2007- †

PC上の簡易なフライトシミュレータにおいて、一般に画角が狭い等の理由により、移動感の獲得が困難になるという問題がある。条件によっては実機においても同様の問題が生じ、操縦に影響を及ぼす可能性がある。この問題に対し本研究では、周辺視野領域にディスプレイを配置し、積極的にオプティカルフローを提示することにより、移動感の増強を図る。

A conventional Flight Simulator game generally have a problem that we can hardly feel speed sensation due to narrow angle of view and short of acceleration sensation etc. . The same problem may occur while flying real aircraft. Then in this research, we describe about a peripheral display to enhance the speed sensation by running aggressive optical flow on the LED Matrix. In this report, We explain about the developed system and the result of evaluation.

摩擦制御による群ロボットを用いたテーブルトップインタフェース（Tabletop Interface using Table's Circular Vibration and Contorollable Friction）2007- †

近年、コンピュータ中の情報を机上の実物体で現し、タンジブルメディアとする机上インターフェースが多く提案されている。しかし、従来の机上インターフェースの多くは、机上物体駆動のために机の下に大掛かりな装置を必要とし、また高速での駆動は難しかった。我々は磁性体の机自体を水平振動させ、物体側に取り付けた電磁石の電流を振動に同期させることで、物体を任意方向に駆動するシンプルな群ロボットシステムを提案する。

To overcome the limitation of visual information display, some works have proposed to use desktop “tangible” media. However, to drive the physical media on the desk, most works require a large scale device under the desk. Furthermore, high-speed motion was difficult. We propose a simple group robots system that utilizes horizontal vibration of the desk. The robot is a simple electromagnet, which is powered on and off according to the desk’s vibration phase.

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音響的な影の呈示による気配感覚の増強（Augmentation of atmosphere by presenting of acoustic shadow）2007- †

気配を「自分の周囲を視覚に拠らず知覚する能力」と定義する。視覚障害者の気配知覚の先行研究から，気配の主要因が環境雑音に基づいた周囲の音場変化の知覚であることが確かめられている。障害物を検出するレンジファインダーと雑音を提示するヘッドフォンを用いて、障害物方向からの雑音を極端に消去した音場を提示させるという単純な方法で、気配を察知する勘が鋭くなったかのような錯覚を生じさせるインタフェースを提案する。

We propose a device that lets us feel the surrounding atmosphere intuitively. In this paper, the “atmosphere” is defined as the ability to perceive surrounding environment, not by sight. It is known that the key factor of this ability is perception of “acoustic shadow,” which is a decrease of ambient noise due to obstacles. With a headphone that presents the noise and the range finders that detect the obstacle, the surrounding noise from all direction, except from the direction of the obstacle, is presented. As a result, the user mistakenly perceives the “atmosphere” from the obstacle, while he/she does not notice the decay of sound.

側頭部圧迫による反射運動の研究 (A study of reflex motion by temporal pressure ) 2007- †

針金製のハンガーを横向きにして側頭部を挟むような形で頭に装着すると、期せずして頭部が回転し横を向いてしまう。この現象そのものはよく知られているが、具体的な身体的機序は解明されていない。本研究は、ハンガー現象の原理を解明し制御する方策について検討することで、将来的にヒトが知覚出来ない程度の微細な触覚刺激によって頭部位置を任意の方向に誘導する等の触覚インターフェース開発の可能性を示すものである。

When a head is equipped with a hanger made of wire sideways, and it’s temporal region is sandwiched by the hanger, the head rotates unexpectedly. Although this phenomenon itself is known well, the mechanism that underlies this phenomenon is not known. This paper aims to understand the mechanism, and further show the possibility to utilize the phenomenon as a human interface.

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人間振動式ブレ補正技術の開発 (Stabilization method of motion blur by using continuous vibration ) 2007- †

小型カメラのように手で持って利用する撮影機器では手ブレの問題は非常に重要である．従来多くのブレ補正技術が提案されてきたが、特に露光時間が長くなる状況においては人間の不規則なブレを完全に補正することは難しい。 本研究では、人間の不規則なブレを補正するのではなく、人間に継続的な既知の振動を与えることでブレの周波数幅を狭め、あらかじめ提示する振動周波数に合わせて振幅と位相のみ調整した振動を装置に与えることでブレを補正する新たな技術を提案、実装する。

There are various compensation techniques for solving motion blur problem such as optical, mechanical, electrical, and image processing method. These techniques can make image better on the situation of interior illumination. However, it is difficult to compensate such kind of blur on the situation of darkness because of long exposure time. So we propose new stabilization method to solve this problem. In our method, the system presents continual vibration to user’s hands in order to suppress irregular vibration. As the known frequency vibration can be cancelled easily, resultant motion blur will be significantly reduced.

2006- †

額に装着する電気触覚ディスプレイ(Forehead Electrotactile Display) 2006- †

本研究の目的は視覚障害者が日常的に携帯可能な視触覚変換装置の実現である．従来の多くの視触覚変換装置と異なり，「額」を用いることで装着者に眼前の世界を座標変換無く直感的に提示することが可能となった．また従来提案された額触覚提示では機械的な提示手法が用いられていたが，我々は電気刺激を用いることで多点，高密度の触覚提示部を軽量，薄型に構成することに成功している．

Forehead electrotactile display was proposed as a display for vision substitution system for the visually impaired people. Forehead skin was chosen for stimulation in consideration of usability. An electrotactile display was used so that the system becomes small and durable. Our prototype display was composed of 32 by 16 electrodes, with 3mm interval. The psychophysical experiment showed that the display has comparable spatial resolution as mechanical tactile display.

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