[論文レビュー] Evoking realistic affective touch experiences in virtual reality

Sofía Seinfeld, Ivette Schmidt+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 27, 2022

Virtual Reality Applications and Impacts被引用数 11

ひとこと要約

本研究は、バーチャルリアリティ（VR）における感情的なタッチ体験を強化するためのマルチセンサリーフィードバック——具体的には、空中超音波または実際の対人接触による視覚的・触覚的刺激——の影響を調査する。その結果、視覚的・触覚的フィードバックは、被触覚の錯覚と身体統合感覚を顕著に強化することが判明した。特に、実際の接触は、女性のアバターおよび女性参加者において、最も強い感情的・生理的反応を引き起こした。

ABSTRACT

This study aims to better understand the emotional and physiological correlates of being caressed in VR depending on the type of multisensory feedback provided and the animate or inanimate nature of the virtual representation that touches an embodied virtual body. We evaluated how pleasure, arousal, embodiment, and the illusion of being touched in VR were influenced by the inclusion of only visual feedback compared to visuotactile stimulation conditions, where participants, in addition to seeing an avatar or feather caressing their virtual bodies, also perceived congruent mid-air ultrasonic tactile stimulation or real interpersonal touch. We found that visuotactile feedback, either based on ultrasound or real interpersonal touch, boosts the illusion of being affectively touched and embodied in a virtual body compared to conditions only based on visual feedback. However, real interpersonal touch led to the strongest behavioral and emotional responses compared to the other conditions. Moreover, arousal and the desire to withdraw the caressed hand was highest when being touched by a female avatar compared to a virtual feather. Female participants reported a stronger illusion of being caressed in VR compared to males. Overall, this study advances knowledge of the emotional and physiological impact of affective touch in VR.

研究の動機と目的

• VRにおける感情的タッチの過程で、異なる種類のマルチセンサリーフィードバックが感情的・生理的反応に与える影響を理解すること。
• アバターと同様の有機的対象（例：フェザー）との対比によって、タッチの錯覚と身体統合感覚がどのように形成されるかを検討すること。
• 視覚のみのフィードバック、超音波ベースの触覚フィードバック、実際の対人接触の3つの条件が、感情的タッチ認識に与える影響を比較すること。
• VRにおける感情的タッチおよび身体統合感覚の認識に、性別差がどのように影響するかを調査すること。
• 没入型バーチャル環境における感情的タッチの感情的・生理的相関要因に関する知識を前進させること。

提案手法

• 参加者がバーチャルボディに統合された状態で、3つのフィードバック条件（視覚のみ、超音波による視覚的・触覚的フィードバック、実際の対人接触による視覚的・触覚的フィードバック）にさらされた制御された実験を実施した。
• 空中超音波ハプティクスデバイスを用いて、バーチャルボディの視覚的刺激と一致する空間的に正確な触覚フィードバックを提供した。
• 感情的タッチを模倣するために、男性または女性のバーチャルアバター、またはバーチャルフェザーを用い、視覚的および触覚的刺激を同期させた。
• 標準化された尺度（例：IRI、PSS）を用いて、快楽、覚醒、身体統合感覚の主観的反応を測定した。
• 自らの手を引き抜きたくなる意思の強さ、感情の評価・覚醒度といった生理的データを収集した。
• フィードバックタイプ、タッチャーの種別（アバター対フェザー）、参加者の性別ごとの反応差を分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 視覚のみのフィードバックと比較して、超音波または実際の接触による視覚的・触覚的フィードバックの有無が、VRにおける被触覚の錯覚にどのように影響するか？
• RQ2 女性アバターに触られる場合とバーチャルフェザーに触られる場合とで、感情的反応（快楽、覚醒）にどのような差が生じるか？
• RQ3 実際の対人接触と超音波ベースの触覚フィードバックのどちらが、身体統合感覚および感情的タッチ認識により大きな影響を与えるか？
• RQ4 性別差が、VRにおける感情的タッチおよび身体統合感覚の認識にどのように影響するか？
• RQ5 有機的タッチャー（アバター）が、無機的刺激（フェザー）と比較して、感情的タッチの錯覚をどの程度強化するか？

主な発見

• 超音波または実際の対人接触による視覚的・触覚的フィードバックは、視覚のみの条件と比較して、被触覚の錯覚および身体統合感覚の強化に顕著な効果を示した。
• 実際の対人接触は、より強い行動的・感情的反応を引き起こし、覚醒度が高く、撫でられた手を引き抜きたくなる意思が強まった。
• 女性参加者は、男性参加者と比較して、VRにおける撫でられた感覚の錯覚を顕著に強く感じた。
• 女性アバターに触られる場合、バーチャルフェザーに触れる場合と比較して、覚醒度が高く、より強い感情的反応が得られた。
• 視覚的および触覚的フィードバックの組み合わせ、特に同期的かつ整合的なフィードバックが、VRにおける説得力のある感情的タッチ体験を誘発する上で不可欠であった。
• 有機的バーチャルエージェント（アバター）の存在は、無機的刺激（フェザー）よりも、感情的タッチ認識をより強く強化した。特に、実際の接触または超音波ベースの触覚フィードバックと組み合わせた場合に顕著であった。