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狙いどおりの触覚・触感をつくる技術

著者

野々村 美宗      山形大学

宮岡 徹            静岡理工科大学

村山 正宜        (国研)理化学研究所

大石 康博        (国研)理化学研究所

田中 由浩        名古屋工業大学

西田 政弘        名古屋工業大学

大岡 昌博        名古屋大学

小村 啓           名古屋大学

岡本 正吾        名古屋大学

永野 光           東北大学

昆陽 雅司        東北大学

堀切川 一男     東北大学

山口 健           東北大学

柴田 圭           東北大学

萬 秀憲           大王製紙(株)

保井 秀太        大王製紙(株)

山本 洋紀        京都大学

八坂 一彦        高知医療学院

椛 秀人           高知大学

望山 洋           筑波大学

橘 学              日産自動車(株)

佐伯 光哉        兵庫県立工業技術センター

相澤 淳平        長野県工業技術総合センター

川堰 宣隆        富山県工業技術センター

舩山 俊克        大阪大学

川崎 和男        大阪大学

暮沼 侑士        特種東海製紙(株)

米田 守宏        奈良女子大学

西垣 智之        京都パイル繊維工業(株)

大越 誠           京都府立大学

井上 真理        神戸大学

山〓 栄次        三重県工業研究所

野村 俊夫        (株)トリニティーラボ

若原 章博        ビックケミー・ジャパン(株)

菅田 正夫        知財コンサルタント＆アナリスト

下条 誠            電気通信大学

梶本 裕之         電気通信大学

坂本 真樹         電気通信大学

渡邊 淳司         日本電信電話(株)

五味 裕章         日本電信電話(株)

高椋 慎也         日本電信電話(株)

雨宮 智浩         日本電信電話(株)

伊藤 翔            日本電信電話(株)

篠田 裕之         東京大学

鳴海 拓志         東京大学

山本 晃生         東京大学

木村 文信         東京大学

岩崎 健一郎      H2L(株)

玉城 絵美         H2L(株) / 早稲田大学

澤田 秀之         早稲田大学

柳田 康幸         名城大学

中野 拓哉         名城大学

橋口 哲志         立命館大学

丸山 尚哉         タッチエンス(株)

水島 昌徳         (株)オーギャ

嵯峨 智            熊本大学

菅野 米藏         (株)アイプラスプラス

〓嶋 一登         九州工業大学

池野 慎也         九州工業大学

石田 謙司         神戸大学

堀江 聡            (株)センサーズ・アンド・ワークス

佐々木 和也      宇都宮大学

石川 智治         宇都宮大学

高尾 英邦         香川大学

石塚 裕己         香川大学

竹井 邦晴         大阪府立大学

西松 豊典         信州大学

竹村 研治郎      慶應義塾大学

宮本 圭介         (株)アントンパール・ジャパン

目次

第1 章 触覚：このあやふやな世界

1. 触覚の複雑さとあいまいさ

2. 触覚のサイエンス

3. 触覚のセンシングとディスプレイ

4. 触覚研究は世の中に何をもたらすのか？

第2 章 ヒトが触感を捉えるメカニズム

第1 節 受容器が捉える触感

1. 触覚と体性感覚

2. 皮膚と皮膚感覚受容器

3. 触覚受容器とその働き

4. 温度感覚

第2 節 皮膚感覚を形成する神経回路とそのメカニズム

1. 第二運動野から第一体性感覚野への反響回路を発見

2. 5 層の神経細胞の持続的活動によって皮膚感覚は知覚される

3. 反響回路は皮膚感覚の知覚に必須である

4. 反響回路モデルと知覚

5. 連合回路モデルと反響回路モデル

6. トップダウン入力と幻覚

7. トップダウン入力と錯覚

8. 知覚の神経メカニズムの応用

第3 節 諸個人が持つ触知覚の内的特性

1. 触知覚における内的特性

2. 皮膚特性

3. 身体から見た触知覚

4. 触動作

第4 節 触覚の錯覚

1. 主な錯触

2. VHI の性質と仕組み

3. VHI の応用

4. 組み合わせが期待される他の錯覚

第5 節 多感覚情報を圧縮するクロスモーダル知覚とその活用

1. クロスモーダル知覚と触覚・触感

2. クロスモーダル知覚を利用した触力覚の提示

3. Pseudo-haptics を活用した空間知覚の操作

4. Pseudo-haptics で情動に訴えかける

5. 触覚・触感の提示から触体験全体のデザインへ

第6 節 眼で触り手で見る表面質感

1. 脳機能イメージング法

2. 視覚，触覚，多感覚の脳領域の機能構造と質感認知

3. 布の触感に関わる脳領域

第7 節 触覚刺激の違いによる触覚記憶の特性

1. 触覚による物体認知の諸相

2. 知識構造としての感覚情報と物体との関係性

3. 表面素材の違いによる触覚記憶の特性

第8 節 誰も知らない好触感をつくる

1. はじめに：触感デザインの現在地

2. 触覚・触感・触感デザイン

3. 触感デザインに対する既存のアプローチと限界

4. 隠れた好触感を探索する

5. Morphological Computation という視点

第3 章 狙いどおりの触感をつくるための「触感と材料特性の関係」

第1 節 触れてみたくなるテクスチャの理解と設計

1. 素材に対する触れてみたさの理解と設計

2. 素材に誘引される触れ方の理解と設計

第2 節 レオロジー測定による化粧品の摩擦力と物理特性の評価

1. レオロジー測定の概要

2. 回転型レオメータとその評価項目の例

3. レオロジー測定による化粧品サンプルの触感の評価例

第3 節 グリップ用ゴム材料の握り心地の客観評価と粘着特性の測定

1. グリップ用ゴム材料の握り心地の客観評価

2. 握り心地に影響する粘着特性の測定と振動現象

第4 節 樹脂表面テクスチャにおける粗さ感評価と決定要因

1. 視・触覚における粗さ感の決定要因に関する実験

2. 実験結果

3. 考察

第5 節 精密切削加工を利用したプラスチック成形品の触感制御とその評価

1. テクスチャを有するプラスチック成形品の作製

2. 溝形状テクスチャの官能評価

3. ピラー形状テクスチャの官能評価

4. 革，布製品との比較

第6 節 “人を科学した”高触感内装材の開発

1. 触感の定量化

2. 嗜好性の調査と触感の目標値

3. 製品開発

第7 節 発泡ビーズの特性がクッションの触感に与える影響

1. ビーズクッションの感性評価

2. 発泡ビーズ入りクッションの感性評価

第8 節 ティシューペーパーの紙質・摩擦特性と肌触り感の相関

1. ティシューペーパーの製造工程

2. 市販されているティシューペーパーの基本的な紙質

3. 市販されているティシューペーパーの摩擦特性

4. 市販されているティシューペーパーの官能評価

5. ティシューペーパーの紙質・摩擦特性と官能評価値の相関関係

第9 節 新規高級印刷紙の開発と官能評価・接触センサの活用

1. エアラスの製造方法

2. 風合い評価実験

3. 結果と考察

4. 結論

第10 節 布の視覚的触感評価における体験的知識の影響と力学的特性の関係性

1. 風合い計測

2. 視覚的触感評価への体験的知識の関与

3. ユネスコ無形文化遺産に登録された「結城紬」の質感評価

4. まとめと今後の課題

第11 節 布の接触冷温感の客観的評価

1. 測定法

2. 解析

3. 接触冷温感の測定例

4. 官能試験

5. 今後の課題

第12 節 静電植毛におけるパイル太さや長さで変化する風合い

1. 衣料用途

2. アルバム表紙，装丁包装

3. マージャン台

4. 手袋用途

5. 緩衝剤・保護テープ

6. 床材用途

7. かばん用途，靴用途

8. たわし，ブラシ用途

9. 化粧品・パフ

10. 自動車用途

11. 植毛加工と特性

12. 弊社取り扱いパイル

第13 節 心地よい手触り・肌感覚をもたらす添加剤技術

1. 触った時の心地よさと評価事例

2. ワックス系添加剤の効果

3. 表面調整剤の効果

4. 層状無機粒子添加剤（クレイ系添加剤）

第4 章 狙いどおりの触覚・触感をつくるための「触覚センサ・デバイスの原理と開発事例」

第1 節 触覚センサの検出機能と動作原理

1. ユーザが触覚に期待する分野・技術

2. 触覚センサの難しさ

3. 触覚センサに求められる検出機能と特性，種類

4. 触覚センサの基本構成

5. 触覚センサの動作原理

6. すべり覚センサの動作原理

7. 近接覚センサの動作原理：近接情報検出方式

8. これまで開発されてきた触覚センサの例

9. 触覚センシングで解決すべき問題

第2 節 触覚ディスプレイにおける触覚提示原理

〔1〕 空中の任意の位置に振動触覚をもたらす空中超音波触覚提示技術

1. 超音波による力の発生

2. 映像との同期

〔2〕 電気刺激を用いた皮膚感覚神経刺激による触覚提示技術

1. タッチパネルのための電気触覚ディスプレイ

2. バーチャルリアリティのための電気触覚ディスプレイ

3. 感覚代行のための電気触覚ディスプレイ

〔3〕 形状記憶合金ワイヤの微小振動を利用した触覚呈示技術

1. 触覚呈示ディスプレイ

2. パルス発生の確率密度制御による触感覚の呈示

3. 視覚と触覚の同時刺激によるテクスチャ呈示システム

4. VR 空間の疑似触覚呈示

〔4〕 タッチパネルのための機械刺激と摩擦刺激による触覚提示機能

1. タッチパネル用の触覚提示デバイスに求められる機能

2. 機械的刺激を与えるタイプの触覚提示デバイス

3. 静電気によって摩擦を増加させる触覚提示デバイス

〔5〕 熱放射を利用した形状提示技術

1. 概要

2. 研究背景

3. 熱放射を利用した触覚ディスプレイ

4. 熱放射を用いた触覚ディスプレイシステムの触覚提示実験

5. 結論

〔6〕 人間の風向知覚特性を考慮した風覚提示技術

1. 近年の風覚提示研究事例

2. 風向知覚特性

〔7〕 多様な硬軟触感を提示する表面触感制御技術

1. 先行研究例と課題

2. 不均一構造の柔軟物体の再現

3. 粘弾性体（特に粘性の大きい柔軟物体）の再現

4. 各触感の比較と統合

〔8〕 複合現実空間における痛覚・温冷覚提示技術

1. MR 型視覚刺激が痛覚の知覚位置に与える影響

2. MR 型視覚刺激が温冷覚の知覚位置に与える影響

第3 節 触感をとらえるセンサ，触感をもたらすデバイス開発事例

〔1〕 異物感を与えない柔軟触覚センサ，小型・薄型の3 軸触覚センサ

1. 柔軟触覚センサ

2. 小型柔軟触覚センサ

3. 小型3 軸触覚センサ

〔2〕 曲面への実装を叶えるしなやかな超薄型触覚フィルム

1. 静電容量型触覚フィルムの原理と特徴

2. 製品事例

2.3 面圧検出型触覚フィルムキット

〔3〕 柔軟な素材表面を高精度で測定するMEMS 触覚センサ

1. 高い空間解像力を実現する「ナノ触覚センサ」

2. 柔軟な素材表面を計測可能なナノ触覚センサ

〔4〕 大面積印刷技術による触覚・摩擦・温度分布が計測可能な電子皮膚

1. 歪みセンサと温度センサの基礎特性

2. 電子皮膚デバイス

〔5〕 視覚情報を額への触覚提示に代替する視覚障害者用補助具

1. 製品コンセプト

2. 動作原理

3. オーデコの特長

〔6〕 力感覚の大きさ・方向をダイナミックに変化させる携帯デバイス

1. 力覚を生成する非接地型デバイス

2. ダイナミックな力覚の制御

3. 任意の方向への力覚呈示の実現

〔7〕 低侵襲手術への応用を目的とした小型触覚センサ

1. 触覚センサの低侵襲手術への応用

2. 有機強誘電体とは

3. 有機強誘電体を用いたカテーテル型触覚センサ

〔8〕 磁気粘性流体を用いた高解像度な硬さ触覚ディスプレイ

1. 原理

2. 作製した触覚ディスプレイ

〔9〕 指先による仮想能動触を利用した疑似力覚提示インタフェース

1. 仮想能動触を利用した触覚インタフェースの概要

2. 仮想能動触による触感の知覚

3. 振動刺激を用いた疑似力覚の提示

4. 仮想能動触と疑似力覚を利用したアプリケーションの例

〔10〕 手指の深部感覚を提示するゲームコントローラ

1. はじめに

2. 体性感覚の種類と表現

3. 手指の動きの検出方式

4. 触感型ゲームコントローラUnlmitedHand

5. 触覚ゲームコントローラを用いたVR 開発事例

第4 節 触覚・触感インタフェースにおける特許・ライセンス動向

〜 Immersion Corporation を中心に〜

1. Immersion 社の企業活動

2. Immersion 社のPress Release に見られる特許権侵害訴訟提起

3. Immersion 社の特許動向

4. Immersion 社が提起した特許権侵害訴訟とその対象特許

5. Immersion 社とライセンス締結を行っている世界各国のメーカ

6. Immersion 社とPerception 社の協業：日本企業への示唆

第5 章 狙いどおりかを確かめるための「触覚の定量化・数値化技術」

第1 節 多様な触感を微細に表現するオノマトペによる質感評価システムと個人差把握への応用

1. オノマトペに結びつく手触りの快・不快

2. オノマトペによる質感評価システム

3. 個人差を簡便に把握するためのシステム

第2 節 専門家と幼児の触感覚における感性評価の差異

1. オノマトペの特徴と成人・幼児の差異

2. 専門家および幼児におけるオノマトペ抽出方法

3. 専門家および幼児のオノマトペ抽出結果

4. 専門家と幼児の表現方法における差異

5. 結論

第3 節 高齢者および若年者の手の平性状が接触感判断に及ぼす影響

1. 実験方法

2. 接触感と物性，界面における物理量との関係

3. 世代による手の平性状の違いと接触感との関係

4. 接触感と温湿度環境

第4 節 熟練者の感覚技能を継承する風合いの客観評価

1. 衣料用天然皮革の風合い

第5 節 官能検査法の特徴比較と実施時における留意点

1. 感性情報とは

2. 官能検査とは

3. 官能検査方法

4. 製品の「快適性」を評価する官能検査手順

第6 節 機械受容器の発火状態の定量化と触感の推定

1. 触感と触覚受容器

2. 機械受容器の特性

3. 機械受容器の発火状態の定量化

4. 触感の推定

第7 節 幾何学的指紋パターンを施した触覚接触子による肌触り・質感の数値化と波形分析

1. 指紋パターン付触覚接触子の有効性

2. 触覚の数値・波形分析

第8 節 使用感の官能評価に近いデータを機器測定で得るための工夫

1. スキンケア化粧品モデルの処方

2. 測定装置

3. 解析方法