JP2024019508A

JP2024019508A - 触覚提示装置、自己運動提示システム、触覚提示方法、およびプログラム

Info

Publication number: JP2024019508A
Application number: JP2023209207A
Authority: JP
Inventors: 慎也高椋; Shinya Takamuku; 裕章五味; Hiroaki Gomi; 諒真棚瀬; Ryoma Tanase
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2023-12-12
Publication date: 2024-02-09
Also published as: WO2021186665A1; US20230125209A1; JPWO2021186665A1; JP7405237B2

Abstract

【課題】自己運動によって生じる触覚刺激を模擬する触覚刺激によって任意の自己運動を利用者に提示する。
【解決手段】触覚提示装置（１）は、利用者が所望の自己運動を行ったときに生じる触覚刺激を模擬する模擬触覚刺激を利用者の身体に提示する。制御部（３１）は、触覚提示装置（１）を駆動させる駆動信号を生成する。駆動部（３２）は、駆動信号に従って模擬触覚刺激を提示する。駆動信号は、自己運動によって利用者の身体と触覚提示装置（１）との接点に生じる運動を表す接点運動情報に基づいて生成される。接点運動情報は、接点が外界に対して固定されていると仮定して、利用者が自己運動を行ったときに生じる、利用者の身体と接点との相対的な位置関係の変化に相当する。接点は複数であり、駆動部は複数の接点それぞれにおいて模擬触覚刺激を提示する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、自己運動によって生じる触覚刺激を模擬する触覚刺激により、利用者に自己運動を提示する技術に関する。

環境に対する自己身体の相対的な位置や姿勢を変化させる運動を「自己運動」と呼ぶ。例えば、歩行は自己運動である。また、自己運動によって発生する感覚刺激を模擬する感覚刺激を「自己運動を示唆する感覚刺激」と呼ぶ。例えば、移動方向に拡張焦点を持つオプティカルフローはその一例である。ヒトの脳は、様々な感覚入力に基づいて、このような自己運動を推定し、その知覚や制御に役立てている。

自己運動によって生じる触覚刺激を模擬する様々な感覚刺激を提示し、このような脳の自己運動推定過程に適切に働きかけることで、任意の自己運動を利用者に提示するシステムを実現することができる。このようなシステムでは、これまで、オプティカルフローなどの視覚刺激や前庭系への電気刺激などが利用されてきた。最近では、視覚刺激などによって提示した自己運動の感覚を強めたり、所望の方向にその感覚を調節したりするために、自己運動によって生じる触覚刺激を模擬する触覚刺激を利用するシステムも提案され始めている。例えば、非特許文献１は、座面上に触仮現運動を提示することで前進運動を提示し、拡大するドットモーションの観察から知覚される自己運動速度の知覚を操作できる可能性を示している。また、非特許文献２は、顔に風を当てて、前進運動を示唆する触覚刺激を提示することで、同様の知覚を操作できる可能性を示している。

Amemiya, T., Hirota, K. & Ikei, Y., "Tactile flow on seat pan modulates perceived forward velocity," in 2013 IEEE Symposium on 3D User Interfaces (3DUI), pp. 71-77, 2013. Seno, T., Ogawa, M., Ito, H. & Sunaga, S., "Consistent Air Flow to the Face Facilitates Vection," Perception, vol. 40, pp. 1237-1240, 2011.

しかしながら、これまでに提案されてきた、自己運動によって生じる触覚刺激を模擬する触覚刺激により自己運動を提示するシステムは、利用者と触覚提示装置が、常に、ある特定の相対的な位置関係にあることを想定して設計されていた。そのため、その位置関係が変化する状況では、自己運動によって生じる触覚刺激を模擬する触覚刺激によって、任意の自己運動を提示することができなかった。

本発明の目的は、利用者と触覚提示装置との相対的な位置関係が変化する状況において、自己運動によって生じる触覚刺激を模擬する触覚刺激によって、任意の自己運動を利用者に提示することができる技術を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様の触覚提示装置は、利用者が所望の自己運動を行ったときに生じる触覚刺激を模擬する模擬触覚刺激を利用者の身体に提示する触覚提示装置であって、利用者と複数の身体部位でそれぞれ接触する複数の接点と、複数の接点をそれぞれ駆動する複数の駆動信号を生成する制御部と、駆動信号に従って前記複数の接点を駆動し、複数の身体部位に模擬触覚刺激を提示する駆動部と、を含み、駆動信号は、自己運動によって利用者の身体と触覚提示装置との接点に生じる運動を表す接点運動情報に基づいて生成されたものであり、接点運動情報は、接点が外界に対して固定されていると仮定して、利用者が自己運動を行ったときに生じる、利用者の身体と接点との相対的な位置関係の変化に相当するものである。

本発明によれば、利用者と触覚提示装置との相対的な位置関係が変化する状況において、自己運動によって生じる触覚刺激を模擬する触覚刺激によって、任意の自己運動を利用者に提示することができる。

図１は実施形態で想定する環境を説明するための図である。図２は自己運動提示システムの機能構成を例示する図である。図３は状態計測装置の機能構成を例示する図である。図４は状態計測装置の動作を説明するための図である。図５は接点運動計算装置の機能構成を例示する図である。図６は接点運動計算装置の機能構成を例示する図である。図７は移動前接点位置計算部の動作を説明するための図である。図８は運動後接点位置計算部の動作を説明するための図である。図９は移動後接点位置計算部の動作を説明するための図である。図１０は移動後接点位置計算部および接点変位計算部の動作を説明するための図である。図１１は触覚提示装置の機能構成を例示する図である。図１２は接点が二箇所存在する場合を説明するための図である。図１３は片手に触覚刺激を提示した場合を説明するための図である。図１４は接点運動が示唆する自己運動を例示する図である。図１５は接点運動が示唆する自己運動を例示する図である。図１６は両手に触覚刺激を提示した場合を説明するための図である。図１７は両手に触覚刺激を提示した場合を説明するための図である。図１８はコンピュータの機能構成を例示する図である。

以下、この発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、図面中において同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

［実施形態］
本発明の実施形態は、利用者の手の皮膚に接点の運動としての触覚刺激を提示する触覚提示装置を用いて、並進と回転との少なくともいずれかを含む任意の自己運動の感覚を利用者に提示する自己運動提示システムである。

図１に実施形態の自己運動提示システムの概念を示す。触覚提示装置１は、例えば、ロボットアームを備えた移動式ロボットとして実装される。利用者２と触覚提示装置１は、少なくとも一箇所以上が接触しているものとする。利用者２と触覚提示装置１は、点で接触していてもよいし、面で接触していてもよい。例えば、利用者はロボットアームの先端に取り付けられたハンドルやロボットハンドを手で握っていてもよいし、ロボットアームの先端に取り付けられたパネルを掌で押さえていてもよい。以下、利用者と触覚提示装置１とが接触する箇所を代表する一点を「接点」と呼ぶ。例えば、ロボットアームの先端において利用者と接触している部材の取り付け点を接点としてもよいし、利用者と触覚提示装置１とが接触している範囲の中心を接点としてもよい。利用者２は、自己運動提示システムが提示する自己運動が行われる前の身体の位置や姿勢を表しており、利用者３は、その自己運動が行われた場合に実現される身体の位置や姿勢を表している。自己運動は、並進Ｖ２３と回転Ｒ２３との少なくともいずれかを含む自己運動情報Ｓ２３により定義される。触覚提示装置１は、ロボットアームを駆動させて接点４を運動させることで、利用者の手に触覚刺激を提示する。これにより、自己運動提示システムは、自己運動の感覚を利用者へ提示する。自己運動提示システムは、例えば、ヘッドマウントディスプレイなどを利用したバーチャルリアリティのシステムに組み込むことができる。この場合、ヘッドマウントディスプレイの映像で提示した自己運動を、触覚刺激によっても同時に提示することで、より明瞭な自己運動の感覚を利用者に提示することができる。

本実施形態では、利用者の位置や姿勢、接点の位置や運動等が、所定の座標系で定義される。以降の説明では、図１に示した、装置座標系Ｃ１、運動前身体座標系Ｃ２、および運動後身体座標系Ｃ３を用いる。装置座標系Ｃ１は、触覚提示装置１の位置および向きを基準とする座標系である。運動前身体座標系Ｃ２は、提示したい自己運動前の利用者２の位置および向きを基準とする座標系である。運動後身体座標系Ｃ３は、提示したい自己運動後の利用者３の位置および向きを基準とする座標系である。以下では、いずれの座標系も二次元直交座標系を想定するが、これに限定されるものではない。

図２を参照して、自己運動提示システムの機能構成を説明する。自己運動提示システム１００は、例えば、触覚提示装置１と状態計測装置１０と接点運動計算装置２０とを含む。自己運動提示システム１００は、状態計測装置１０および接点運動計算装置２０を、触覚提示装置１の筐体内に組み込み、一台の装置として構成してもよいし、状態計測装置１０および接点運動計算装置２０それぞれを、触覚提示装置１とは異なる装置として構成し、各装置がネットワーク等を経由して相互に通信するように構成してもよい。

状態計測装置１０は、装置座標系Ｃ１における利用者２の位置姿勢情報Ｓ１２（以下、「利用者位置姿勢情報」と呼ぶ）と、装置座標系Ｃ１における接点４の位置情報Ｓ１４（以下、「接点位置情報」と呼ぶ）とを計測する。接点運動計算装置２０は、入力された自己運動情報Ｓ２３と状態計測装置１０が出力する利用者位置姿勢情報Ｓ１２および接点位置情報Ｓ１４とを受け取り、利用者２に提示する装置座標系Ｃ１の接点運動を表す情報Ｓ１４５（以下、「接点運動情報」と呼ぶ）を計算する。触覚提示装置１は、その接点運動に相当する触覚刺激（以下、「模擬触覚刺激」と呼ぶ）を利用者２に提示する。

状態計測装置１０は、図３に示すように、接点位置計測部１１と身体位置姿勢計測部１２とを備える。

接点位置計測部１１は、装置座標系Ｃ１における接点位置情報Ｓ１４を計測する。接点位置情報Ｓ１４は、図４に示すように、触覚提示装置１から接点４への位置ベクトルＶ１４で表される。すなわち、接点位置情報Ｓ１４は、触覚提示装置１と接点４との相対的な位置関係を表す。

身体位置姿勢計測部１２は、装置座標系Ｃ１における利用者位置姿勢情報Ｓ１２を計測する。利用者位置姿勢情報Ｓ１２は、図４に示すように、触覚提示装置１から利用者２への位置ベクトルＶ１２と利用者２の軸の回転Ｒ１２とで表される。すなわち、利用者位置姿勢情報Ｓ１２は、触覚提示装置１と利用者２との相対的な位置関係を表す。

接点位置計測部１１は、例えば、触覚提示装置１のエンコーダや触覚提示装置１に固定されたカメラなどのセンサを利用する。身体位置姿勢計測部１２は、例えば、触覚提示装置１に固定されたカメラ、レーザーレンジファインダー、環境に配備された床センサなどのセンサを利用する。接点位置計測部１１と身体位置姿勢計測部１２とは共通のセンサを利用する場合もある。また、装置座標系Ｃ１における接点４の位置が大きく変化しない状況においては、状態計測装置１０は接点位置計測部１１を備えなくともよい。この場合、状態計測装置１０は、接点位置情報Ｓ１４としてあらかじめ定められた値を出力する。

接点運動計算装置２０は、図５に示すように、移動前接点位置計算部２１と運動後接点位置計算部２２と移動後接点位置計算部２３と接点変位計算部２４とを備える。

移動前接点位置計算部２１は、状態計測装置１０が出力する接点位置情報Ｓ１４および利用者位置姿勢情報Ｓ１２を受け取り、運動前身体座標系Ｃ２における接点４の位置情報Ｓ２４（以下、「移動前接点位置情報」と呼ぶ）を計算する。移動前接点位置情報Ｓ２４は、利用者２から接点４への位置ベクトルＶ２４を含む。すなわち、移動前接点位置情報Ｓ２４は、自己運動前の利用者２と移動前の接点４との相対的な位置関係を表す。

運動後接点位置計算部２２は、接点運動計算装置２０へ入力された自己運動情報Ｓ２３と、移動前接点位置計算部２１が出力する移動前接点位置情報Ｓ２４とを受け取り、運動後身体座標系Ｃ３における接点４の位置情報Ｓ３４（以下、「運動後接点位置情報」と呼ぶ）を計算する。運動後接点位置情報Ｓ３４は、利用者３から接点４への位置ベクトルＶ３４を含む。すなわち、運動後接点位置情報Ｓ３４は、自己運動後の利用者３と移動前の接点４との相対的な位置関係を表す。

移動後接点位置計算部２３は、運動後接点位置計算部２２が出力する運動後接点位置情報Ｓ３４を受け取り、自己運動前の利用者２との相対的な位置関係が運動後接点位置情報Ｓ３４に相当する位置（接点４がこの位置へ移動したものを接点５とする）の装置座標系Ｃ１における位置情報Ｓ１５（以下、「移動後接点位置情報」と呼ぶ）を計算する。移動後接点位置情報Ｓ１５は、触覚提示装置１から接点５への位置ベクトルＶ１５を含む。すなわち、移動後接点位置情報Ｓ１５は、自己運動前の利用者２と移動後の接点５との相対的な位置関係を表す。

接点変位計算部２４は、状態計測装置１０が出力する接点位置情報Ｓ１４と移動後接点位置計算部２３が出力する移動後接点位置情報Ｓ１５とを受け取り、移動後の接点５の位置から移動前の接点４の位置を差し引いて、移動前後の接点の変位を表すベクトルＶ１４５（以下、「接点変位ベクトル」と呼ぶ）を計算する。

接点運動計算装置２０は、接点変位計算部２４が出力する接点変位ベクトルＶ１４５を接点運動情報Ｓ１４５として出力する。なお、接点運動計算装置２０は、図６に示すように、接点変位計算部２４を備えなくともよい。この場合、移動後接点位置計算部２３が出力する移動後接点位置情報Ｓ１５を接点運動情報Ｓ１４５として出力する。言い換えると、接点運動情報Ｓ１４５は、自己運動によって接点４に生じる運動を表し、接点４が外界に対して固定されていると仮定して、利用者２が自己運動を行ったときに生じる、利用者２の身体と接点４との相対的な位置関係の変化に相当する、と言える。

図７を参照して、移動前接点位置計算部２１の計算についてより詳しく説明する。移動前接点位置計算部２１は、装置座標系Ｃ１における移動前の接点４の位置ベクトルＶ１４を運動前身体座標系Ｃ２における位置ベクトルＶ２４に変換する。この計算は装置座標系Ｃ１から運動前身体座標系Ｃ２への変換行列Ｍ１２を用いて、以下のように計算することができる。ただし、*は行列の掛け算を意味する。

変換行列Ｍ１２は、状態計測装置１０から得られる利用者位置姿勢情報Ｓ１２を用いて計算することができる。例えば、(x, y)を装置座標系Ｃ１における接点４の位置座標とし、(x', y')を運動前身体座標系Ｃ２における接点４の位置座標とし、(Tx, Ty)を装置座標系Ｃ１における自己運動前の利用者２の身体中心の位置座標とし、Rzを軸の回転角とすると、以下のように記述することができる。

図８を参照して、運動後接点位置計算部２２の計算についてより詳しく説明する。運動後接点位置計算部２２は、運動前身体座標系Ｃ２における移動前の接点４の位置ベクトルＶ２４を運動後身体座標系Ｃ３における移動前の接点４の位置ベクトルＶ３４に変換する。この計算は運動前身体座標系Ｃ２から運動後身体座標系Ｃ３への変換行列Ｍ２３を用いて、以下のように計算することができる。

変換行列Ｍ２３は、接点運動計算装置２０へ入力された自己運動情報Ｓ２３を用いて計算することができる。例えば、(x', y')を運動前身体座標系Ｃ２における接点４の位置座標とし、(x", y")を運動後身体座標系Ｃ３における接点４の位置座標とし、(T'x, T'y)を運動前身体座標系Ｃ２における自己運動後の利用者３の身体中心の位置座標とし、R'zを自己運動に伴う軸の回転角とすると、以下のように記述することができる。

図９および図１０を参照して、移動後接点位置計算部２３および接点変位計算部２４の計算についてより詳しく説明する。移動後接点位置計算部２３は、図９に示すように、運動後身体座標系Ｃ３における位置ベクトルＶ３４に相当する、運動前身体座標系Ｃ２における位置ベクトルＶ２５を、移動後の接点５の位置を表す情報として取得する。続いて、移動後接点位置計算部２３は、図１０に示すように、運動前身体座標系Ｃ２における移動後の接点５の位置ベクトルＶ２５を、装置座標系Ｃ１における移動後の接点５の位置ベクトルＶ１５に変換する。この計算は運動前身体座標系Ｃ２から装置座標系Ｃ１への変換行列Ｍ２１を用いて、以下のように計算できる。

変換行列Ｍ２１は、状態計測装置１０から得られる利用者位置姿勢情報Ｓ１２を用いて計算することができる。例えば、(x", y")を運動後身体座標系Ｃ３における移動前の接点４の位置座標とし、(x''', y''')を運動前身体座標系Ｃ２における移動後の接点５の位置座標とし、(Tx, Ty)を装置座標系Ｃ１における自己運動前の利用者２の身体中心の位置座標とし、Rzを軸の回転角とすると、以下のように記述することができる。

接点変位計算部２４は、図１０に示すように、装置座標系Ｃ１における移動後の接点５の位置ベクトルＶ１５と、装置座標系Ｃ１における移動前の接点４の位置ベクトルＶ１４とを用いて、以下のように接点変位ベクトルＶ１４５を計算する。

触覚提示装置１は、図１１に示すように、制御部３１と駆動部３２とを備える。制御部３１は、接点運動計算装置２０が出力する接点運動情報Ｓ１４５を受け取り、触覚提示装置１を駆動する駆動信号を生成する。駆動部３２は、制御部３１が出力する駆動信号に基づいて触覚提示装置１を駆動する。

触覚提示装置１は、接点運動を、例えば、利用者２と触覚提示装置１との接点の位置の変化として提示する。例えば、触覚提示装置１は、ロボットアームの先端が移動前の接点４の位置から移動後の接点５の位置へ移動するように、ロボットアームを駆動させる。また、接点変位ベクトルＶ１４５の指定する方向に、接点変位ベクトルＶ１４５の大きさと比例する長さの触覚運動、触仮現運動を提示してもよい。さらに、接点変位ベクトルＶ１４５の指定する方向に、接点変位ベクトルＶ１４５の大きさと比例する大きさの皮膚変形、外力、対称振動、もしくは、非対称振動を与えることで、力覚として、接点運動を提示してもよい。

［変形例］
上記の実施形態では、利用者２と触覚提示装置１との接点が一点の場合の計算について説明したが、利用者２と触覚提示装置１との接点は複数であってもよい。その場合は、図１２に示すように、個々の接点４－１，４－２について実施形態の計算を繰り返し、それぞれの接点において計算された接点運動を提示すればよい。

同時に複数の接点運動を提示すると、一点の接点運動を提示する場合に比べて、触覚刺激が示唆する自己運動をより限定することができる。例えば、図１３に示すように、利用者の左手の一点にのみ前方へ引っ張るような接点運動を提示したとする。この場合、提示した接点運動は、図１４に示すような後退運動によって生じたと解釈することもできるし、図１５に示すような回転運動によって生じたと解釈することもできる。このように一点の接点運動の提示だけでは、利用者に提示する自己運動を一義的に解釈することができない可能性がある。これに対して、例えば、図１６に示すように、身体の中心から逆方向で等距離にある左右の手に、同じ方向と大きさの接点運動を提示すれば、自己運動の解釈を図１４に示した並進運動に限定することができる。また、例えば、図１７に示すように、同じ姿勢の左右の手に、同じ大きさで逆方向の接点運動を提示すれば、自己運動の解釈を図１５に示した回転運動に限定することができる。このように、実施形態で説明した計算を複数の接点それぞれに対して行えば、個々の接点運動を各々の接点の距離や方向に応じて適切に選択することが可能となり、複数の接点運動によって十分に限定された自己運動を提示することができる。

［応用例］
街中を歩行するなど、利用者が移動している状況で、モバイルの触覚提示装置を利用して、利用者に自己運動を提示し、所望の経路や目的地へ利用者を案内するような応用も想定できる。また、高齢者や障がい者が利用する杖やモバイル端末に触覚提示装置を装着もしくは内蔵し、提示した自己運動を補償するような姿勢応答や歩行応答を誘発することで、歩行運動を安定化するような応用も想定できる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計の変更等があっても、この発明に含まれることはいうまでもない。実施の形態において説明した各種の処理は、記載の順に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。

［プログラム、記録媒体］
上記実施形態で説明した各装置における各種の処理機能をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムを図１８に示すコンピュータの記憶部１０２０に読み込ませ、演算処理部１０１０、入力部１０３０、出力部１０４０などに動作させることにより、上記各装置における各種の処理機能がコンピュータ上で実現される。

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、例えば、非一時的な記録媒体であり、磁気記録装置、光ディスク等である。

また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD-ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。

このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の非一時的な記憶装置である補助記録部１０５０に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の非一時的な記憶装置である補助記録部１０５０に格納されたプログラムを一時的な記憶装置である記憶部１０２０に読み込み、読み込んだプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み込み、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるASP（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの（コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等）を含むものとする。

また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。

Claims

利用者が所望の自己運動を行ったときに生じる触覚刺激を模擬する模擬触覚刺激を前記利用者の身体に提示する触覚提示装置であって、
前記利用者と複数の身体部位でそれぞれ接触する複数の接点と、
前記複数の接点をそれぞれ駆動する複数の駆動信号を生成する制御部と、
前記駆動信号に従って前記複数の接点を駆動し、前記複数の身体部位に前記模擬触覚刺激を提示する駆動部と、
を含み、
前記駆動信号は、前記自己運動によって前記利用者の身体と前記触覚提示装置との接点に生じる運動を表す接点運動情報に基づいて生成されたものであり、
前記接点運動情報は、前記接点が外界に対して固定されていると仮定して、前記利用者が前記自己運動を行ったときに生じる、前記利用者の身体と前記接点との相対的な位置関係の変化に相当するものである、
触覚提示装置。
請求項１に記載の触覚提示装置であって、
前記駆動部は、前記接点運動情報が表す前記接点の位置の変化の方向および大きさに応じた力覚として前記模擬触覚刺激を提示するものである、
触覚提示装置。
請求項１または２のいずれかに記載の触覚提示装置を含む自己運動提示システムであって、
前記触覚提示装置に対する前記利用者の身体の位置姿勢を表す利用者位置姿勢情報を計測する状態計測装置と、
前記自己運動を表す自己運動情報と前記利用者位置姿勢情報とに基づいて前記接点運動情報を計算する接点運動計算装置と、
をさらに含む自己運動提示システム。
請求項３に記載の自己運動提示システムであって、
前記接点運動計算装置は、
前記触覚提示装置と前記接点との相対的な位置関係を表す接点位置情報を、前記自己運動前の前記利用者の身体と前記接点との相対的な位置関係を表す移動前接点位置情報に変換する移動前接点位置計算部と、
前記移動前接点位置情報と前記自己運動情報とを用いて、前記自己運動後の前記利用者の身体と前記接点との相対的な位置関係を表す運動後接点位置情報を計算する運動後接点位置計算部と、
前記自己運動前の前記利用者の身体との相対的な位置関係が前記運動後接点位置情報に相当する位置を移動後の接点の位置として、前記触覚提示装置と前記移動後の接点との相対的な位置関係を表す移動後接点位置情報を計算する移動後接点位置計算部と、
を含む自己運動提示システム。
請求項４に記載の自己運動提示システムであって、
前記接点運動計算装置は、
前記移動後接点位置情報と前記接点位置情報とから前記自己運動によって生じる前記接点の位置の変位を計算する接点変位計算部、
をさらに含む自己運動提示システム。
利用者が所望の自己運動を行ったときに生じる触覚刺激を模擬する模擬触覚刺激を前記利用者の身体に提示する触覚提示装置が実行する触覚提示方法であって、
制御部が、前記利用者と複数の身体部位でそれぞれ接触する複数の接点をそれぞれ駆動する複数の駆動信号を生成し、
駆動部が、前記駆動信号に従って前記複数の接点を駆動し、前記複数の身体部位に前記模擬触覚刺激を提示し、
前記駆動信号は、前記自己運動によって前記利用者の身体と前記触覚提示装置との接点に生じる運動を表す接点運動情報に基づいて生成されたものであり、
前記接点運動情報は、前記接点が外界に対して固定されていると仮定して、前記利用者が前記自己運動を行ったときに生じる、前記利用者の身体と前記接点との相対的な位置関係の変化に相当するものである、
触覚提示方法。
請求項１もしくは２のいずれかに記載の触覚提示装置、または請求項３から５のいずれかに記載の状態計測装置、または請求項３から５のいずれかに記載の接点運動計算装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。