[論文レビュー] A survey on haptic technologies for mobile augmented reality

Carlos Bermejo, Pan Hui|arXiv (Cornell University)|Sep 3, 2017

Tactile and Sensory Interactions参考文献 98被引用数 31

ひとこと要約

本サーベイは、モバイル拡張現実（MAR）向けに特化したウェアラブルヒューティック技術について包括的な分析を提供し、感覚モality（皮膚感覚／タクトイル：例えわくとびっく、アクティブ・サーフェス、ミッドエアー）と運動覚（例えわくとびっく、グリップデバイス、マニピュランド）に分類して説明する。MARにおける携帯性、忠実度、統合性に関する主な課題を特定し、現実的でウェアラブルなヒューティックフィードバックシステムによりユーザーエクスペリエンスを向上させるための今後の研究方向性を提示する。

ABSTRACT

Augmented Reality (AR) and Mobile Augmented Reality (MAR) applications have gained much research and industry attention these days. The mobile nature of MAR applications limits users' interaction capabilities such as inputs, and haptic feedbacks. This survey reviews current research issues in the area of human computer interaction for MAR and haptic devices. The survey first presents human sensing capabilities and their applicability in AR applications. We classify haptic devices into two groups according to the triggered sense: cutaneous/tactile: touch, active surfaces, and mid-air, kinesthetic: manipulandum, grasp, and exoskeleton. Due to the mobile capabilities of MAR applications, we mainly focus our study on wearable haptic devices for each category and their AR possibilities. To conclude, we discuss the future paths that haptic feedbacks should follow for MAR applications and their challenges.

研究の動機と目的

• モバイル拡張現実（MAR）アプリケーションに特化したヒューティックフィードバック技術の最新状況を分析すること。
• ヒューティックデバイスを刺激する感覚モダリティ（皮膚感覚／タクトイル対運動覚）に基づいて分類すること。
• モバイルおよびリソース制限のあるMAR環境におけるウェアラブルヒューティックデバイスの実現可能性と限界を評価すること。
• ヒューティックフィードバックをMARに統合する際の主な課題、特にサイズ、電力、忠実度、リアルタイム性能を特定すること。
• ユーザーエクスペリエンスと没入感を向上させるために、MARにおけるヒューティックフィードバックを進化させるための今後の研究方向性を提示すること。

提案手法

• ヒューティックデバイスを皮膚感覚／タクトイル（タッチ、アクティブ・サーフェス、ミッドエアー）と運動覚（マニピュランド、グリップ、エキソスケルトン）の2つの主要なグループに体系的に分類すること。
• 各カテゴリ内での既存のウェアラブルヒューティックデバイスをレビューし、設計、機能、MARへの適合性に焦点を当てる。
• ARにおいて関連する人間の感覚能力を分析し、インタラクティブ環境におけるタッチと運動覚の認識に特に注目する。
• ヒューティックフィードバックを視覚的・聴覚的モダリティと統合することで、AR/VRシステムにおけるユーザーエクスペリエンスを向上させることを検討する。
• 商業用ヒューティックデバイスを調査し、MARへの適用可能性を評価し、費用対効果、携帯性、性能の面でのギャップを強調する。
• モバイル環境における技術的・人体工学的・使いやすさの制約に基づき、課題と今後の研究方向性を統合的に提示すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ヒューティックフィードバックは、MARアプリケーションにおける関与する感覚モダリティに基づいて、どのように効果的に分類・分類できるか？
• RQ2 モバイルAR環境におけるウェアラブルヒューティックデバイスの主な設計的・性能的制限は何か？
• RQ3 現在のヒューティック技術は、MARユースケースにおける忠実度、携帯性、統合可能性において、どのように比較できるか？
• RQ4 モバイルARにおけるより豊かなユーザーエクスペリエンスを実現するための、複数のヒューティックフィードバックモダリティの統合に直面する主な課題は何か？
• RQ5 費用対効果が良く、軽量で高忠実度のウェアラブルヒューティクスを実現するためには、どのような今後の研究方向性が不可欠か？

主な発見

• MAR用ウェアラブルヒューティックデバイスは、主にサイズ、重量、消費電力の制限により、モバイル環境での展開が制限されている。
• 振動タクトイルアクチュエーターやアクティブ・サーフェスなどの皮膚感覚デバイスは、中程度の忠実度を提供するが、複雑なタクトイル認識には不十分であることが多い。
• エキソスケルトンやグリップ可能なインターフェースのような運動覚デバイスは、高い忠実度を提供するが、ボリュームが大きく、高コストであるため、モバイルARでの利用が制限されている。
• ヒューティックフィードバックを視覚的・聴覚的サインと統合することで、ユーザーエクスペリエンスと自己効力感が向上するが、現在のシステムはリアリズムにおいて依然として原始的である。
• 技術の進展にもかかわらず、多様なMARインタラクションをサポートできる、費用対効果が良く、携帯性があり、高忠実度のウェアラブルヒューティクスソリューションは現在存在しない。
• 今後のMAR向けヒューティクスシステムは、マルチモーダルフィードバック統合、リアルタイム性能、動的ユーザーエンvironmentsへの適応性を解決する必要がある。