[論文レビュー] Haptic Science and Technology

Shweta Yadav, R. V. Krishnaiah|arXiv (Cornell University)|Sep 1, 2013

Teleoperation and Haptic Systems参考文献 5被引用数 7

ひとこと要約

本稿は、触覚科学および技術について包括的な概要を提示し、触覚を、仮想環境内や遠隔デバイス制御におけるタッチのシミュレーションに、力、振動、運動を用いるフィードバックシステムとして定義している。本稿は、単純なタッチセンサとは異なり、人間とコンピュータのインタラクションを強化する役割を果たす、触覚デバイスの役割を明確にしている。特に仮想オブジェクトの操作や遠隔操作において顕著である。

ABSTRACT

Haptic technology, or haptics, is a tactile feedback technology which takes advantage of a user's sense of touch by applying forces, vibrations, and/or motions upon the user. This mechanical stimulation may be used to assist in the creation of virtual objects (objects existing only in a computer simulation), for control of such virtual objects, and for the enhancement of the remote control of machines and devices. It has been described as for the sense of touch what computer graphics does for vision. Although haptic devices are capable of measuring bulk or reactive forces that are applied by the user, it should not be confused with touch or tactile sensors that measure the pressure or force exerted by the user to the interface.

研究の動機と目的

• 人間とコンピュータのインタラクションにおける触覚科学および技術の範囲を定義し、明確化すること。
• 触覚デバイスとタッチまたは圧力感知インターフェースとの違いを明確にすること。
• 仮想環境および遠隔機械制御におけるタッチのシミュレーションにおける触覚の役割を確立すること。
• 視覚レンダリングにおけるコンピュータグラフィックスの触覚的同等物としての触覚を位置づけること。
• HCIおよびロボット工学分野の研究者および実務家が触覚システムを理解するための基盤的知識を提供すること。

提案手法

• 触覚を、タッチをシミュレートするために機械的力、振動、運動を応用するものとして定義すること。
• 能動的力フィードバックと受動的力測定の焦点を当てることで、触覚システムとタッチセンサを区別すること。
• コンピュータシミュレーション内での仮想オブジェクトの作成および制御に触覚を用いることの説明。
• 触覚フィードバックを通じた機械やデバイスの遠隔制御の応用を図示すること。
• コンピュータグラフィックスとの類推を用いて、触覚がタッチベースのインタラクションを可能にする役割を強調すること。
• 物理的相互作用とデジタル環境との橋渡しとしての技術を提示すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 人間とコンピュータのインタラクションにおいて、触覚技術は基本的なタッチまたはタッチセンシングとどのように異なるか？
• RQ2 触覚システムがタッチの感覚をシミュレートするための核心的メカニズムは何か？
• RQ3 触覚は仮想オブジェクトおよび遠隔デバイスとのインタラクションをどのように向上させることができるか？
• RQ4 没入型コンピューティング環境において、触覚は視覚フィードバックとどのように補完し合うか？
• RQ5 触覚デバイスにおける反応的力測定と、標準的なタッチセンサの機能とは、どのように異なるか？

主な発見

• 触覚技術は、ユーザーに力、振動、または運動を加えることで、現実的なタッチフィードバックを可能にする。
• 触覚デバイスはユーザーが加える力を測定するが、接触圧力を検出するタッチセンサとは明確に異なる。
• 触覚は、シミュレーション環境内での仮想オブジェクトの作成および制御を可能にする。
• 力フィードバックを通じて、機械の遠隔操作が強化される。
• 触覚は、視覚レンダリングにおけるコンピュータグラフィックスの触覚的同等物であり、没入型の物理的インタラクションを可能にする。
• 本稿は、HCIおよびロボット工学分野における触覚システムの理解のための基盤的フレームワークを確立している。