触覚インターフェースの柔らかさを定量化:リアルな触感を再現する新たな数式
カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者たちが、材料の「感覚的な柔らかさ」を予測・設計する数式を開発した。材料の厚さ、ヤング率(剛性の指標)、表面のマイクロパターン構造から柔らかさを算出できるだけでなく、目標とする柔らかさを得るために必要なパラメータを逆算することも可能だ。
知覚の2パラメータを独立制御する特殊材料で実験
指先が物体に押し込まれる際、通常「押し込み深さ」と「接触面積」は同時に変化する。研究チームはこの2パラメータを独立させた9種類のエラストマー試料を作製。表面のマイクロピラー(微細柱)の密度、厚さ、ヤング率を変化させ、15人の被験者に柔らかさの比較評価とランキングを行わせた。
柔らかさを決める3要素
実験結果、「より柔らかく感じられる」試料は、厚みがあり、マイクロパターンが少なく(またはなく)、ヤング率が低い傾向にあった。逆に「硬く感じられる」ものは薄く、マイクロパターンが多く、ヤング率が高かった。マイクロピラーは指先が深く沈み込んでも接触面積を変えず、知覚を制御する鍵となる。
触覚ディスプレイ・ロボットハンドへの応用に期待
この数式により、VR/AR用触覚デバイスやロボットハンドの指先など、任意の柔らかさを設計・製造する指針が得られた。ヒトの触覚に近い感覚提示が可能になる。
詳細については、Liezel Labios(llabios@ucsd.edu、858-246-1124)までお問い合わせください。
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