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RESEARCH
機械刺激型触覚ディスプレイ

近年,触覚に関する装置の研究が活発に行われています.触覚デバイスは,バーチャルリアリティなどのアミューズメント分野から,ネットショッピング,ひいては遠隔手術においても大きな役割を果たすと期待されています.そこで我々はFig.1,2,3のような,つるつるやざらざらのような触感や点字などを表示することができるデバイス,触覚ディスプレイの開発を行っています.

触覚は皮膚内部に存在する触覚受容器が機械的刺激に反応することで生じます.触覚受容器はSlow Adapting (SA)とFast Adapting (FA)の二種類が存在し,SAは凸凹や点字などの大変位・低周波振動を敏感に感知し,FAはつるつる・ざらざらのような微小変位・高周波振動を知覚します.普段私たちが感じている触覚はSAとFAが得た情報の複合的な触覚であり,リアルな触覚情報の提示にはこれらの特性を考慮した,複合刺激を生むデバイスの開発が重要です.

本研究室では,Fig. 4に示すような小型の触覚提示素子を密アレイ状に並べ,それらを小型のMEMSアクチュエータで振動させることで,従来にはないSA・FAの両方の刺激を可能にする触覚提示デバイスを提案しています.また開発だけでなく,触覚ディスプレイが提示した触感を,Fig.5のようにRGB色を用いた独自の評価法で評価することで,実用化に向けて研究を進めています.今後は,触覚センサと連携させることで遠隔での触覚情報交換を可能にするシステム(Fig.6)の確立を目指します.

Figure 1. Photo of the Tactile Display.

 

公刊論文


Y. Kosemura, H. Ishikawa, J. Watanabe, and N. Miki, “Characterization of surfaces virtually created by MEMS tactile display” Japanese Journal of Applied Physics, 2014, accepted for publication.

 

J. Watanabe, H. Ishikawa, X. Arouette, Y. Matsumoto, and N. Miki “Demonstration of vibrational Braille code display using large displacement micro-electro-mechanical system actuators” Japanese Journal of Applied Physics, 51, 06FL11, 2012.

 

T. Ninomiya, Y. Okayama, Y. Matsumoto, X. Arouette, K. Osawa and N. Miki, “MEMS-Based Hydraulic Displacement Amplification Mechanism with Completely Encapsulated Liquid,” Sensors and Actuators A: Physical, vol. 166, pp.277-282, 2011.

 

X. Arouette, Y. Matsumoto, T. Ninomiya, Y. Okayama and N. Miki, “Dynamic characteristics of a hydraulic amplification mechanism for large displacement actuators systems,” Sensors, vol. 10, pp. 2946-2956, 2010.