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国立大学法人 電気通信大学

研究内容

研究概要

工学的な視点から「ヒト」を測り、快適な暮らしのツールを提供する

当研究室が目指しているのは、工学的な視点で「ヒト」という生体を計測すること。 そして、その知見を生かし、快適な生活を送るためのツールを開発することにある。 研究のベースとなるのは、筋電、重心の変化、皮膚の表面温度といった多様なデータから特徴的な動揺を抽出する技術だ。

錯覚を利用した触覚ディスプレイの開発

生体計測技術を利用して当研究室が進めているテーマの1つが触覚ディスプレイの開発である。 視覚を占有することなく、ユーザーに自然な形で情報を伝えられる触覚ディスプレイは、視覚障害者だけでなく健常者にとっても大きな利便性をもたらすはずだ。 点字ディスプレイは多数の圧電素子で構成されているが、日常的なツールとしてはよりシンプルなものが望ましい。 触覚における錯覚、仮現運動やPhantom Sensationを組み合わせことでシンプルな触覚ディスプレイを目指している。
触覚ディスプレイの応用として、振動を利用した本人認証システムがある。 特定の振動刺激を組み合わせることで、本人にしかわからないパスワードを構成することができる。 暗証番号による本人認証ではどうしても盗み見られるリスクを避けられないが、振動刺激であれば安全性の高い認証システムを構築することができるだろう。

手書き文字を定量的に評価する

生体計測技術を生かして、手書き文字の認識精度を高める取り組みも進めている。 人間が文字を書いている時、筋電や脳波はどうなっているのか。 文字に特徴的な変化が現れる時に起こっている、生体の変化を捉えてデータベース化することで、個性の定量化、さらには文字認識精度の向上にもつながる可能性がある。 また、文字手書きはリズム知覚とも大いに関係することがわかってきている。 文字手書きの中で生じるゆらぎを解析することによって、ストレスや疲労の定量化、運動学習における習熟評価やリハビリテーションへと応用することもできそうだ。

今後の展開

身体へ働きかける身体運動のナビシステム

研究室では、特定の実験環境下で特殊な触刺激を提示すると 身体に特徴的な動揺が生じることを報告しました。 この身体の動揺は筋電からも解析的に確認できます。 私たちは、触刺激に対してヒトがその意思に依らず発現する反応を統合的に計測し解析することにより、触刺激と身体動揺との関連性を調べています。 触覚にも、視覚や聴覚と同様な錯覚があります。 仮現運動(Apparent Movement)とPhantom Sensationがそれです。前者は視覚ではパラパラ漫画で体験できます。 一方、後者は聴覚における音源定位に対応します。 研究室ではこれらの錯覚を併用して情報伝達する技術を検討、この技術を応用して身体動作を誘導する技術や運動学習支援の技術へと発展させています。

身体運動とゆらぎ
お習字などは運動学習のひとつと言えましょう。 字を書く速さ、タイミングはその都度、変動しています。 字を書くタイミングを一種のリズム知覚と関連付けて計測・解析すると、そこにゆらぎ現象が確認されます。 1/fゆらぎはヒトにとって心地良いリズムとして感じられるもの。 文字手書きは随意運動ですが、 1/fゆらぎが生じるときは必ずしも随意ではないようです。 このことを利用して文字の手書きにおけるストレス・疲労の定量化、リハビリテーションや運動学習の習熟診断といった方向へ展開していきます。

バルーンロボット
研究室の代名詞にもなっている魚型バルーンロボットは、プロペラに依らない空中遊泳に特徴があります。 魚のくねりを模倣したロボットですが、空中を推進するには必ずしもくねりが適切でないかもしれない水棲生物型飛行船。 バルーンでロボット体が構成されるバルーンロボットの自動制御による空中遊泳、魚群形成から空中水族館開館へと展開していきます。


研究関連動画


2021.5 魚型バルーンロボットの変遷 mp4
2021.5 魚型バルーンロボットテスト映像(2020) 大学院オープンラボ2021 mp4
2017.4 体育館テスト飛行(2017/4/14) mp4
2015.11 西9号館テスト飛行 avi
2013.11 調布祭オープンキャンパスでのデモ wmv
2011.06 DIGINFO TV html
2009.10 飛行試験「マンマシンインタフェース」 avi
2009.10 飛行試験「自律化へ最初の一歩」 wmv
2009.07 オープンキャンパスでのデモmp4
2009.04調布放送局の番組 wmv
2008.11 Robot Watchの記事(2008/11/13) html
2008.10 大会決勝 mp4
2008.10 大会予選 mp4
2008.10 大会テスト飛行 mp4
2008.10 大会前の体育館テスト飛行 asf
2007.01 停滞期 wmv
2007.11 研究室公開客寄せオブジェ avi
2007.03 Robot Watchの記事(2007/03/27) html
2004.10 創成期『修論テーマの胸鰭ロボット』 avi
2004.10 創成期『修論テーマの魚ロボット』 avi
2004.10 創成期『ゼミ配属最初の製作課題として』 avi
2003.02 創成期『卒研テーマ。浮かせて泳いだ第1号』 avi

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