バーチャルハンドの変形による視触覚間相互作用の生起に関する研究

 各種情報機器の発展により，VRにおいて高い精度・解像度でさまざまな感覚を再現できるようになりつつある．しかし，触力覚ディスプレイは，比較的人工的な感覚再現が容易な視覚や聴覚のディスプレイに対し複雑・高コストになりやすく，さまざまな分野に需要があるにもかかわらず普及が進んでいない．これは，既存の触力覚提示技術に，ユーザの手指にかかる力を物理的に正確に再現することで，触力覚そのものを単独で提示することが求められてきたためである．

 一方，同時に受け取った他の感覚に対する刺激の影響で変化するという感覚間相互作用を利用し，擬似的に触力覚を簡易に生起させる手法も研究が進められている．しかし，それらのほとんどはマウスカーソル等を用いた画面内の物体とのインタラクションにおける現象確認にとどまっていた．ユーザの手の動きに対し視触覚間相互作用を生起させる研究も進められてはいたものの，視覚フィードバックのみから得られる触知覚操作効果には限界があり，自身の手で直接バーチャル物体を操作するようなディスプレイへの応用には至っていなかった．

 それらに対し本研究では，自身の手映像（バーチャルハンド）の変形を用いることで，自身の手指を用いた物体との三次元空間的な触体験における視触覚間相互作用を生起させる方法論を提案する．自身の手による物体との接触から得られる感覚を，物体から受ける接触感の有無と，物体特性の知覚にかかわる部分に分解するという手法を提案し，物体の形状，大きさ，硬さ，重さといった要素に対する感覚を容易に提示可能な手法を確立した．

 本手法では，指先の圧覚変化や反力知覚といった接触感については，ユーザに簡易的な触力覚提示機構を触らせることで提示し，形状等の物体特性の提示に特化した擬似触力覚生起手法を構築してそれらを組み合わせることで，簡易な機構で多様な特性を持つ物体とのインタラクションを実現することができる．強力な錯覚効果を生起させるため，本研究では物理的触力覚提示部に触れているユーザの手の動きや姿勢を映像として取得し，それを空間的・時間的に変換して視覚提示する手法を構築した．ユーザの実際の身体とそれを反映した視覚刺激との間に齟齬が生じることで，視触覚間相互作用効果を得られるとされているが，その際の視覚刺激として身体運動の映像を変換したものを用いることで，それが自身の身体である感覚（自己所有感）を強く生起させ，より強力な錯覚を生じさせることができる.

 加えて，その際の視触覚間相互作用の効果の評価にあたり，生理反応・パフォーマンス変化を計測することによる客観評価方法についても提案した．提案手法により複雑な機構を持たず，かつ表現力の高い触力覚システムが構築でき，機構が単純なためにメンテナンス性が高く，公共の場などでの長期的な運用も可能になり，また，複雑形状の触力覚提示が可能なために，高い表現力が求められるような場合にも導入可能になる．

 

（2016年6月18日受付）