(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
擬似力覚を知覚させる振動子の非対称振動に基づいて知覚される擬似力覚の強さの推定値である擬似力覚知覚推定値と、前記非対称振動に基づいて知覚される振動の粗さの推定値である振動粗さ知覚推定値と、生物の属性を含む生物情報と、前記擬似力覚が前記生物から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのかを前記擬似力覚知覚推定値および前記振動粗さ知覚推定値によって評価する所定のモデルと、に基づき、前記擬似力覚が前記生物から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのかを推定する、推定装置。
【請求項２】
擬似力覚を知覚させる振動子の非対称振動に基づいて知覚される擬似力覚の強さの推定値である擬似力覚知覚推定値と、前記非対称振動に基づいて知覚される振動の粗さの推定値である振動粗さ知覚推定値と、生物の種類を含む生物情報と、前記擬似力覚によって認識される前記生物の大きさを前記擬似力覚知覚推定値および前記振動粗さ知覚推定値によって推定する所定のモデルと、に基づき、前記擬似力覚によって認識される前記生物の大きさを推定する、推定装置。
【請求項３】
請求項１または２の推定装置であって、
前記振動子の駆動信号の情報を含む駆動情報から、前記駆動信号に基づいて駆動させた前記振動子の振動波形の推定値を得、
前記振動波形の推定値から、前記力覚知覚推定値および前記振動粗さ知覚推定値を得る、推定装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れかの推定装置であって、
前記振動子の駆動信号の情報を含む駆動情報から、前記力覚知覚推定値および前記振動粗さ知覚推定値を得る、推定装置。
【請求項５】
擬似力覚を知覚させる振動子の非対称振動に基づいて知覚される擬似力覚の強さの推定値である擬似力覚知覚推定値と、前記非対称振動に基づいて知覚される振動の粗さの推定値である振動粗さ知覚推定値と、生物の属性を含む生物情報と、前記擬似力覚が前記生物から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのかを前記擬似力覚知覚推定値および前記振動粗さ知覚推定値によって評価する所定のモデルと、に基づき、前記擬似力覚が前記生物から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのかを推定する、推定方法。
【請求項６】
擬似力覚を知覚させる振動子の非対称振動に基づいて知覚される擬似力覚の強さの推定値である擬似力覚知覚推定値と、前記非対称振動に基づいて知覚される振動の粗さの推定値である振動粗さ知覚推定値と、生物の種類を含む生物情報と、前記擬似力覚によって認識される前記生物の大きさを前記擬似力覚知覚推定値および前記振動粗さ知覚推定値によって推定する所定のモデルと、に基づき、前記擬似力覚によって認識される前記生物の大きさを推定する、推定方法。
【請求項７】
請求項１の推定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。
【請求項８】
請求項２の推定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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、擬似力覚を知覚させるための技術に関し、特に生物から与えられる力覚を模した擬似力覚を知覚させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物から与えられる振動感覚を振動子の対称振動によって模擬する技術がある（例えば、特許文献１等参照）。生物から与えられる力覚を振動子の非対称振動に基づく擬似力覚によって模擬する技術も知られている（例えば、特許文献２および非特許文献１等参照）。振動子の非対称振動によって機械的なダイナミクスを表現する技術もある（例えば、非特許文献２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５２４１４号公報
【特許文献２】特開２０１５−２２３５６３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】雨宮智浩，高椋慎也，伊藤翔，五味裕章，“指でつまむと引っ張られる感覚を生み出す装置「ぶるなび３」”，２０１４年，ＮＴＴ技術ジャーナル，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．９，ｐｐ．２３−２６．
【非特許文献２】Amemiya T, Maeda T (2008) Asymmetric Oscillation Distorts the Perceived Heaviness of Handheld Objects. IEEE Transactions on Haptics 1:9-18.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、生物から与えられる力覚を振動子の非対称振動に基づく擬似力覚によって模擬するための設計指針は知られていない。このような擬似力覚の制御方法を設計するためには、設計者が擬似力覚を確認しつつ、試行錯誤で制御方法を探索しなければならなかった。
【０００６】
本発明の課題は、生物から与えられる力覚を振動子の非対称振動に基づく擬似力覚によって模擬するための制御方法を効率的に設定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１形態では、擬似力覚を知覚させる振動子の非対称振動に基づいて知覚される擬似力覚の強さの推定値である擬似力覚知覚推定値と、当該非対称振動に基づいて知覚される振動の粗さの推定値である振動粗さ知覚推定値と、生物の属性を含む生物情報と、当該擬似力覚が当該生物から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのかを当該擬似力覚知覚推定値および振動粗さ知覚推定値によって評価する所定のモデルと、に基づき、当該擬似力覚が当該生物から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのかを推定する。
【０００８】
第２形態では、擬似力覚を知覚させる振動子の非対称振動に基づいて知覚される擬似力覚の強さの推定値である擬似力覚知覚推定値と、当該非対称振動に基づいて知覚される振動の粗さの推定値である振動粗さ知覚推定値と、生物の種類を含む生物情報と、当該擬似力覚によって認識される当該生物の大きさを当該擬似力覚知覚推定値および振動粗さ知覚推定値によって推定する所定のモデルと、に基づき、当該擬似力覚によって認識される当該生物の大きさを推定する。
【発明の効果】
【０００９】
このような推定結果を用いることで当該生物から与えられる力覚の模擬にふさわしい擬似力覚を容易に設定できる。後は設定した擬似力覚を実現するための制御方法を設計すればよい。これにより、当該生物から与えられる力覚を振動子の非対称振動に基づく擬似力覚によって模擬するための制御方法を効率的に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は実施形態の推定装置の機能構成を例示したブロック図である。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは実施形態の原理を説明するための図である。
【図３】図３は実施形態の原理を説明するための図である。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは実施形態の振動子を例示するための概念図である。
【図５】図５Ａは振動子を指で把持する様子を例示した概念図であり、図５Ｂは、振動個の力学特性モデル、皮膚の力学特性モデル、および制御信号波形と電気回路の出力との関係を表す電気回路特性モデルを説明するための概念図である。
【図６】図６は制御信号を例示するための図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｄは実験結果を例示した図である。
【図８】図８Ａは振動の粗さおよび擬似力覚の強さと魚の引きのリアリティとの関係を例示した図である。図８Ｂは振動の粗さおよび擬似力覚の強さと認識される魚の大きさとの関係を例示した図である。
【図９】図９は推定装置の出力画面を例示した図である。
【図１０】図１０は実施形態の推定装置の機能構成を例示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を説明する。
［概要］
まず、実施形態の概要を説明する。
生物（例えば、動物）は、車輪ではなく、脚、羽、鰭等によって力を外部に伝えることで動く。そのため、生物の動きに基づいて外部に与えられる力には、断続的な進行方向の振動を伴う力や進行方向の力（例えば、牽引力）とは異なる向きの振動成分の力が含まれる。図２Ａに例示するように、水中を魚が泳ぐ場合、その魚からは進行方向Ｄ１の定常的な力だけではなく、進行方向Ｄ１の断続的な振動を伴う力や鰭の動きに基づくＤ２方向の振動成分の力も生じる。また、生体ノイズの影響で生物から発生する力には必ず一定のノイズ成分が含まれる（参考文献１）。また、これらの進行方向の力の強さや振動成分の力の粗さは生物の属性に依存すると予測される。そのため、生物の進行ｓ方向の力の強さと、その進行方向の振動成分の力の粗さとを同時に知覚させることができれば、その生物から与えられる力覚を大方模擬できると考えられる。また、一般に大きい生物ほど発生する進行方向の力は強く、その運動の時間周波数が低い（参考文献２，３）。そのため、生物の進行方向の力に基づいて知覚される力覚の強さと、その運動によって知覚される振動の粗さとを特定の拘束条件の下で調整することで、生物の大きさを表現できると考えられる（図２Ｂ）。
参考文献１：Jones KE, Hamilton AF, Wolpert DM, “Sources of signal-dependent noise during isometric force production,” J Neurophysiol 88, 2002.
参考文献２：Bainbridge R (1958), “The Speed of Swimming of Fish as Related to Size and to the Frequency and Amplitude of the Tail Beat,” Journal of Experimental Biology 35:109-133.
参考文献３：伊藤慎一郎, “生物の飛翔・遊泳時に発生する渦とその反作用の力 (生物流体力学における流れ構造の解析と役割)”, 数理解析研究所講究録, 1900:26-36, 2014.
【００１２】
すなわち、振動子の非対称振動によって所定方向の擬似力覚と振動感覚とを知覚させ、生物から与えられる力覚を模擬する場合、当該生物の動きに基づく知覚(有生性知覚)：
・当該非対称振動に基づいて知覚される擬似力覚が、当該生物から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのか（L:likeliness）
・当該非対称振動によって認識される当該生物の大きさ（S:size）
は、当該非対称振動の機械的特徴に関する知覚(振動知覚)：
・当該非対称振動に基づいて知覚される当該擬似力覚の強さ(P: pseudo force sense strength)
・当該非対称振動に基づいて知覚される振動の粗さ(R:roughness)
の組合せにより予測可能であると考えられる（図３）。これをサポートする実験結果については後述する。
【００１３】
なお「擬似力覚」とは、実際には物体（振動子）が並進運動をしていないにもかかわらず、あたかも並進方向へ動きそうな力（例えば、牽引力）が働いているような知覚を意味する。「振動の粗さ」は、知覚される非対称振動の粒度であり、振動波形の周期が長く、振幅が大きいほど、粗い振動として知覚される。「擬似力覚の強さ」とは、知覚される「擬似力覚」の明瞭さを意味する。「非対称振動」は擬似力覚を知覚させるための振動であり、「所定方向」の振動の時系列波形と、当該「所定方向」と反対方向の振動の時系列波形とが、非対称な振動を意味する。
【００１４】
以上の見地に基づき、実施形態では、「擬似力覚」を知覚させる「振動子」の「非対称振動」に基づいて知覚される「擬似力覚」の強さの推定値である「擬似力覚知覚推定値」と、当該「非対称振動」に基づいて知覚される振動の粗さの推定値である「振動粗さ知覚推定値」と、「生物」の属性を含む「生物情報」と、当該「擬似力覚」が当該「生物」から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのか（当該「生物」らしいのか）を当該「擬似力覚知覚推定値」および「振動粗さ知覚推定値」によって評価する所定のモデル（以下「評価モデル」という）と、に基づき、当該「擬似力覚」が当該「生物」から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのかを推定する。上述のように、「非対称振動」に基づいて知覚される「擬似力覚」が「生物」から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのかという「有生性知覚」は、当該「非対称振動」に基づいて知覚される「擬似力覚」の強さ、および「非対称振動」に基づいて知覚される振動の粗さによって予測できる。そのため、「擬似力覚知覚推定値」および「振動粗さ知覚推定値」によってこの「有生性知覚」を評価する「評価モデル」を用いることで、「擬似力覚」が当該「生物」から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのかを推定できる。これにより、当該「生物」から与えられる力覚として尤もらしい「擬似力覚」を選択できる。「擬似力覚」を選択できれば、後はそれを実現する制御方法を定めてやれば、それが「生物」から与えられる力覚を適切に模擬する「擬似力覚」を知覚させる制御方法となる。「生物」の属性を含む「生物情報」は、例えば、「生物」の種類を表す情報（例えば、魚）を含んでもよいし、「生物」の大きさを表す情報を含んでもよいし、「生物」の状態（例えば、魚が釣り糸を引いている状態）を含んでもよい。
【００１５】
「擬似力覚」を知覚させる「振動子」の「非対称振動」に基づいて知覚される「擬似力覚」の強さの推定値である「擬似力覚知覚推定値」と、当該「非対称振動」に基づいて知覚される振動の粗さの推定値である「振動粗さ知覚推定値」と、「生物」の種類を含む「生物情報」と、当該「擬似力覚」によって認識される当該「生物」の大きさを当該「擬似力覚知覚推定値」および「振動粗さ知覚推定値」によって推定する所定のモデル（以下「推定モデル」という）と、に基づき、当該「擬似力覚」によって認識される当該「生物」の大きさを推定してもよい。上述のように、「非対称振動」に基づいて知覚される「擬似力覚」によって認識される「生物」の大きさは、当該「非対称振動」に基づいて知覚される「擬似力覚」の強さ、および「非対称振動」に基づいて知覚される振動の粗さによって予測できる。そのため、「擬似力覚知覚推定値」および「振動粗さ知覚推定値」によってこの大きさを推定する「推定モデル」を用いることで、当該「擬似力覚」によって認識される当該「生物」の大きさを推定できる。これにより、当該「生物」の所望の大きさを認識させる「擬似力覚」を設定することが可能となる。このような「擬似力覚」を選択できれば、後はそれを実現する制御方法を定めてやれば、それが所望の大きさの「生物」から与えられる力覚を適切に模擬する「擬似力覚」を知覚させる制御方法となる。なお「生物」の種類を含む「生物情報」は、例えば、「生物」の種類を表す情報（例えば、魚）を含んでもよいし、「生物」の状態（例えば、魚が釣り糸を引いている状態）を含んでもよい。ただし、「擬似力覚」によって認識される当該「生物」の大きさを推定する場合、その処理に用いられる「生物情報」は、「生物」の大きさを表す情報を含まない。
【００１６】
以上により、「生物」から与えられる力覚を振動子の「非対称振動」に基づく「擬似力覚」によって模擬するための制御方法を効率的に設定できる。
【００１７】
「評価モデル」は、例えば事前の知覚実験において（１）各条件の「非対称振動」に基づいて知覚される「擬似力覚」の強さ、（２）当該「非対称振動」に基づいて知覚された振動の粗さ、（３）当該「非対称振動」に基づいて知覚される「擬似力覚」が「生物」から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのかを表す指標を取得しておき、それらの指標に基づいて設定しておけばよい。例えば、「擬似力覚知覚推定値」「振動粗さ知覚推定値」および「生物情報」を入力とし、「擬似力覚知覚推定値」および「振動粗さ知覚推定値」に対応する「擬似力覚」が、当該「生物情報」が表す属性を持つ「生物」から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのかを表す値を出力する写像（例えば、関数）を「評価モデル」としてもよい。
【００１８】
「推定モデル」は、例えば事前の知覚実験において（１）各条件の「非対称振動」に基づいて知覚される「擬似力覚」の強さ、（２）当該「非対称振動」に基づいて知覚された振動の粗さ、（３）当該「擬似力覚」によって認識される「生物」の大きさはどの程度かを表す指標を取得しておき、それらの指標に基づいて設定しておけばよい。例えば、「擬似力覚知覚推定値」「振動粗さ知覚推定値」および「生物情報」を入力とし、「擬似力覚知覚推定値」および「振動粗さ知覚推定値」に対応する「擬似力覚」によって認識される、「生物情報」が表す種類の「生物」の大きさを表す値を出力する写像（例えば、関数）を「推定モデル」としてもよい。
【００１９】
「振動子」の駆動信号の情報を含む「駆動情報」を入力とし、当該「駆動信号」に基づいて駆動させた「振動子」の「振動波形」の推定値を得、「振動波形」の推定値から、「力覚知覚推定値」および「振動粗さ知覚推定値」を得てもよい。これにより、「駆動情報」から、それに対応する「擬似力覚」が当該「生物」から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのか、および／または、当該「擬似力覚」によって認識される「生物」の大きさを推定できる。「駆動情報」を入力とし、当該「駆動信号」から直接に「振動粗さ知覚推定値」および「力覚知覚推定値」を得てもよい。「駆動信号の情報」とは、駆動信号を特定する情報（駆動信号の時間波形を特定する情報）を意味する。例えば、駆動信号が「第１値」となる「第１期間（第１時間区間）」と「第２値」（「第２値」は「第１値」と異なる）となる「第２期間（第２時間区間）」とを交互に繰り返す矩形波信号である場合、「第１期間」または「第２期間」のいずれかである「インターバル時間」、「第１期間」と「第２期間」との比を表す値、「第１値」または「第２値」の振幅を表す値、「第１値」の振幅と「第２値」の振幅との差分や比率などを「駆動信号の情報」とできる。例えば、駆動信号の振幅が「第１閾値」以上となる「第１期間」と「第２閾値」以下（「第２閾値」は「第１閾値」よりも小さい）となる「第２期間」とを交互に繰り返す信号である場合、「第１期間」または「第２期間」のいずれかである「インターバル時間」、「第１期間」と「第２期間」との比を表す値、「第１期間」での振幅の極大値と「第２期間」での振幅の極小値との差分などを「駆動信号の情報」としてもよい。「駆動情報」がさらに「振動子」の情報を含んでもよい。これにより、様々な「振動子」の「非対称振動」によって知覚される「擬似力覚」が当該「生物」から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのか、および／または、当該「擬似力覚」によって認識される「生物」の大きさを推定できる。「振動子」の情報とは、「振動子」を特定するための情報を意味する。「振動子」の情報の例は、「振動子」の型番や品番などの識別子であってもよいし、「振動子」の物理的な性質を特定するパラメータであってもよい。
【００２０】
［第１実施形態］
図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態を説明する。
＜構成＞
図１に例示するように、本形態の推定装置１は、入力部１１、振動波形推定部１２、力覚知覚推定部１３、振動粗さ知覚推定部１４、生物尤度知覚推定部１５、生物サイズ知覚推定部１６、および出力部１７を有する。推定装置１は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）等のプロセッサ（ハードウェア・プロセッサ）およびＲＡＭ（random-access memory）・ＲＯＭ（read-only memory）等のメモリ等を備える汎用または専用のコンピュータが所定のプログラムを実行することで構成される装置である。このコンピュータは１個のプロセッサやメモリを備えていてもよいし、複数個のプロセッサやメモリを備えていてもよい。このプログラムはコンピュータにインストールされてもよいし、予めＲＯＭ等に記録されていてもよい。また、ＣＰＵのようにプログラムが読み込まれることで機能構成を実現する電子回路（circuitry）ではなく、プログラムを用いることなく処理機能を実現する電子回路を用いて一部またはすべての処理部が構成されてもよい。また、１個の装置を構成する電子回路が複数のＣＰＵを含んでいてもよい。
【００２１】
＜処理＞
次に本形態の処理を説明する。
≪入力部１１での処理（ステップＳ１１）≫
入力部１１は駆動情報Ｄおよび生物情報Ｃの入力を受け付ける。駆動情報Ｄは非対称振動を行う振動子（例えば、アクチュエータ等）を駆動させるための「駆動信号の情報」を含む。生物情報Ｃは前述の通りであるが、本形態の生物情報Ｃは「生物」の大きさの情報を含まない。駆動情報Ｄがさらに「振動子の情報（例えば、アクチュエータを特定する情報）」を含んでもよい。この詳細は後述する。駆動情報Ｄは振動波形推定部１２に送られ、生物情報Ｃは生物尤度知覚推定部１５および生物サイズ知覚推定部１６に送られる。
【００２２】
≪振動波形推定部１２での処理（ステップＳ１２）≫
振動波形推定部１２は、駆動情報Ｄを入力とし、駆動情報Ｄによって特定される駆動信号に基づいて駆動させた振動子の振動波形Ｗの推定値を得て出力する。振動子の振動波形Ｗは、当該振動子の振動による位置（振動子のいずれかの部位の位置）の変化または力（振動子のいずれかの部位による力）の変化を表す時間波形である。振動波形推定部１２の処理の具体例については後述する。得られた振動波形Ｗは、力覚知覚推定部１３および振動粗さ知覚推定部１４に送られる。
【００２３】
≪力覚知覚推定部１３での処理（ステップＳ１３）≫
力覚知覚推定部１３は、振動波形Ｗを入力とし、ステップＳ１２の振動子の非対称振動に基づいて知覚される擬似力覚の強さの推定値である擬似力覚知覚推定値Ｐを得て出力する。「擬似力覚の強さ」は、振動波形Ｗに対応する「物理量」に依存する。「物理量」の例は、振動波形Ｗによって表される振動子の各時刻の位置、各時刻において振動子が外部に与える力、それらの何れかの時間微分値、またはそれらの何れかの結合である。擬似力覚知覚推定値Ｐは、当該「物理量」に応じた値の時間平均に基づいて得ることができる。例えば、「正の閾値」に対する「物理量」の上回り分および「負の域値」に対する「物理量」の下回り分を含む値の時間平均に基づいて擬似力覚知覚推定値Ｐを得ることができる。擬似力覚知覚推定値Ｐは振動子による非対称振動の非対称性に依存するからである。ただし、振動子の非対称振動方向のいずれか一方の方向を「正」とし、その反対方向を「負」とする。例えば、関数Ｇ（Ｓｍ，ｓｍ＿norm，σ）のＳｍ，ｓｍ＿norm，σに対する関数値を擬似力覚知覚推定値Ｐできる。ただし、Ｓｍが当該「物理量」の時間平均であり、ｓｍ＿normが所定の正規化パラメータであり、σが飽和制御パラメータである。関数Ｇ（Ｓｍ，ｓｍ＿norm，σ）は、時間平均Ｓｍが負方向に大きくなると、出力が「第１所定値」に飽和または収束し、時間平均Ｓｍが正方向に大きくなると、出力が「第１所定値」よりも大きな「第２所定値」に飽和または収束する単調増加関数である。飽和制御パラメータσは当該飽和または収束までの変化率を定めるパラメータである。また、「第１所定値」の例は０であり、「第２所定値」の例は１である。例えば、以下の式の関数値を擬似力覚知覚推定値Ｐとできる。
【数１】
0006382884.tif 000002
あるいは、以下の関数値を擬似力覚知覚推定値Ｐとしてもよい。
【数２】
0006382884.tif 000003
【００２４】
「正の閾値」および「負の閾値」の絶対値は互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。「正の閾値」、「負の閾値」、および「飽和制御パラメータ」の少なくとも何れかは、例えば「明瞭度の推定値」が「振動部」を把持した被験者による主観評価結果に適合（フィッティング）するように定められる。すなわち、人に把持された状態または人に把持された状態を模した状態の擬似力覚発生装置の振動部を測定して得られた、振動部の振動による位置の変化および力の変化の少なくとも一方に応じた物理量に基づいて得られる擬似力覚の明瞭度の推定値が、振動部を把持した被験者による主観評価結果に適合するように、物理量に基づいて明瞭度の推定値を得るための「パラメータ」を得る。「パラメータ」は、「正の閾値」、「負の閾値」、および「飽和制御パラメータ」のすべてであってもよいし、その一部であってもよい。これにより、主観評価に基づいて得られる結果を模擬した「明瞭度」を自動的に推定できる。得られた擬似力覚知覚推定値Ｐは、生物尤度知覚推定部１５および生物サイズ知覚推定部１６に送られる。
【００２５】
≪振動粗さ知覚推定部１４での処理（ステップＳ１４）≫
振動粗さ知覚推定部１４は、振動波形Ｗを入力とし、ステップＳ１２の振動子の非対称振動に基づいて知覚される振動の粗さの推定値である振動粗さ知覚推定値Ｒを得て出力する。前述のように振動波形Ｗに応じた振動子の非対称振動は、振動波形Ｗの周期が長く、振幅が大きいほど、粗い振動として知覚される。そのため、振動粗さ知覚推定部１４は、えば、振動波形Ｗの周期Ｔおよび振幅Ａの線形和Ｒ＝ωＴＴ＋ωＡＡを振動粗さ知覚推定値Ｒとして得て出力する。ただし、ωＴおよびωＡは事前の心理実験などによって予め定められた正の重み係数である。これらの値は振動波形Ｗが位置の変化を表す時間波形なのか力の変化を表す時間波形かによっても異なる。その他、周期Ｔおよび振幅Ａに対して単調増加するその他の関数値を振動粗さ知覚推定値Ｒとしてもよい。得られた振動粗さ知覚推定値Ｒは、生物尤度知覚推定部１５および生物サイズ知覚推定部１６に送られる。
【００２６】
≪生物尤度知覚推定部１５での処理（ステップＳ１５）≫
生物尤度知覚推定部１５は、擬似力覚知覚推定値Ｐ、振動粗さ知覚推定値Ｒ、および生物情報Ｃを入力とし、これらを前述の「評価モデル」に適用し、擬似力覚知覚推定値Ｐおよび振動粗さ知覚推定値Ｒに対応する擬似力覚が、生物情報Ｃが表す生物から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのか（擬似力覚の当該「生物」らしさ）の推定値を表す生物尤度推定値Ｌを得て出力する。「評価モデル」の具体例については後述する。生物尤度推定値Ｌは出力部１７に送られる。
【００２７】
≪生物サイズ知覚推定部１６での処理（ステップＳ１６）≫
生物サイズ知覚推定部１６は、擬似力覚知覚推定値Ｐ、振動粗さ知覚推定値Ｒ、および生物情報Ｃを入力とし、これらを前述の「推定モデル」に適用し、擬似力覚知覚推定値Ｐおよび振動粗さ知覚推定値Ｒに対応する擬似力覚によって認識される生物（生物情報Ｃが表す生物）の大きさの推定値（大きさの印象の推定値）であるサイズ推定値Ｓを得て出力する。「推定モデル」の具体例については後述する。サイズ推定値Ｓは出力部１７に送られる。
【００２８】
≪出力部１７での処理（ステップＳ１７）≫
出力部１７は、入力された生物尤度推定値Ｌおよびサイズ推定値Ｓを出力する。異なる駆動情報Ｄおよび／または生物情報ＣについてステップＳ１１からＳ１６までの処理が繰り返されたり、複数の駆動情報Ｄおよび／または生物情報ＣについてステップＳ１１からＳ１６までの処理が並列に行われたりしてもよい。このような場合には、複数の駆動情報Ｄおよび／または生物情報Ｃにそれぞれ対応する生物尤度推定値Ｌおよびサイズ推定値Ｓが出力される。
【００２９】
＜本形態の特徴＞
以上により、入力部１１に入力した駆動情報Ｄおよび生物情報Ｃに対応する生物尤度推定値Ｌおよびサイズ推定値Ｓが得られる。これにより、生物情報Ｃが表す生物から与えられる力覚を振動子の非対称振動に基づく擬似力覚によって模擬するための制御方法の設計指針が得られる。その結果、生物から与えられる力覚を模擬する擬似力覚を知覚させるための制御方法を効率的に設定できる。
【００３０】
また、生物尤度推定値Ｌおよびサイズ推定値Ｓは、擬似力覚知覚推定値Ｐ、振動粗さ知覚推定値Ｒ、および生物情報Ｃに依存する。また、擬似力覚知覚推定値Ｐ、振動粗さ知覚推定値Ｒ、および生物情報Ｃから生物尤度推定値Ｌを得る写像、擬似力覚知覚推定値Ｐ、振動粗さ知覚推定値Ｒ、および生物情報Ｃからサイズ推定値Ｓを得る写像は振動子に依存しない（図３）。そのため、ある振動子についてこれらの写像が得られれば、異なる振動子を用いる場合にも、これらの写像を利用して、振動子の非対称振動に基づく擬似力覚によって模擬するための制御方法を設定できる。例えば、新規な振動子による擬似力覚によって、生物情報Ｃに対応する「生物」らしい感覚を再現しようとした場合に、その振動子に特定の駆動信号を供給することで生じる振動波形からどのような擬似力覚知覚推定値Ｐおよび振動粗さ知覚推定値Ｒが得られるかを知ることができれば、後は既に得られている生物情報Ｃに対応する上記の写像（図３）を利用し、各振動波形によって生じさせることができる、生物情報Ｃに対応する「生物」らしい感覚やその「生物」の大きさの印象を予測することができる。そのため、振動子を実際に駆動させ、これらの感覚や印象を確認しながら、試行錯誤で駆動信号のパラメータを調整する必要がない。また、擬似力覚知覚推定値Ｐおよび振動粗さ知覚推定値Ｒは振動波形Ｗに依存する。そのため、たとえ振動子が相違しても、振動波形Ｗおよび生物情報Ｃが同一であれば生物尤度推定値Ｌおよびサイズ推定値Ｓは同一となる。よって、ある振動子について生物情報Ｃで特定される生物からの力覚を模擬する擬似力覚（当該生物からの力覚として尤もらしい擬似力覚、および／または、所望の大きさの当該生物からの力覚を知覚させる擬似力覚）に対応する振動波形Ｗが特定できているのであれば、他の振動子で再び当該力覚を模擬する擬似力覚に対応する振動波形Ｗを求める必要はない。すなわち、振動波形Ｗの適切さは振動子に依存しないため、適切な振動波形Ｗが既に得られているのであれば、利用しようとする識別子でどのように当該振動波形Ｗを実現できるかのみを設計すればよい。例えば、魚Ａ，Ｂ，Ｃによる引きを知覚させる擬似力覚を振動子Ｉで実現するための振動波形Ｗ（Ｉ）が既に得られているとする。これと同一の魚Ａ，Ｂ，Ｃによる引きを知覚させる擬似力覚を別の振動子ＩＩで実現するための振動波形Ｗ（Ｉ）は、これを振動子Ｉで実現するための振動波形Ｗ（Ｉ）と同一である。そのため、振動子ＩＩで振動波形Ｗ（Ｉ）を実現するための制御方法を設計するだけで、所望の生物からの力覚を振動子ＩＩでも模擬できる。一方、従来のように試行錯誤で所望の生物からの力覚を模擬する場合、振動子ごとにすべての試行錯誤を最初からやり直さなければならない。この点でも本形態の手法は従来手法よりも効率的である。
【００３１】
＜第１実施形態の具体例＞
以下に第１実施形態の各要素の具体例を示す。
≪振動子の具体例≫
振動子の具体例を示す。図４Ａおよび図４Ｂに例示する振動子１２０は、例えば、支持部１２１、ばね１２２，１２３（弾性体）、コイル１２４、永久磁石である運動部材１２５、および把持部１２６（ケース）を有する。本形態の把持部１２６および支持部１２１は、ともに筒（例えば、円筒や多角筒）の両方の開放端を閉じた形状からなる中空の部材である。ただし、支持部１２１は、把持部１２６よりも小さく、把持部１２６の内部に収容可能な大きさである。把持部１２６および支持部１２１は、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から構成される。ばね１２２，１２３は、例えば、金属等から構成されるつるまきばねや板ばね等である。ばね１２２，１２３の弾性係数（ばね定数）は同一であることが望ましいが、互いに相違していてもよい。運動部材１２５は、例えば、円柱形状の永久磁石であり、長手方向の一方の端部１２５ａ側がＮ極であり、他方の端部１２５ｂ側がＳ極である。コイル１２４は、例えば、一つながりのエナメル線であり、第１巻き部１２４ａと第２巻き部１２４ｂとを有する。
【００３２】
運動部材１２５は支持部１２１の内部に収容され、そこで長手方向にスライド可能に支持されている。このような支持機構の詳細は図示しないが、例えば、支持部１２１の内壁面に長手方向に沿ったまっすぐなレールが設けられ、運動部材１２５の側面にこのレールをスライド可能に支持するレール支持部が設けられている。支持部１２１の長手方向の一端側の内壁面１２１ａには、ばね１２２の一端が固定され（すなわち、支持部１２１にばね１２２の一端が支持され）、ばね１２２の他端は運動部材１２５の端部１２５ａに固定されている（すなわち、運動部材１２５の端部１２５ａがばね１２２の他端に支持されている）。また、支持部１２１の長手方向の他端側の内壁面１２１ｂには、ばね１２３の一端が固定され（すなわち、支持部１２１にばね１２３の一端が支持され）、ばね１２３の他端は運動部材１２５の端部１２５ｂに固定されている（すなわち、運動部材１２５の端部１２５ｂがばね１２３の他端に支持されている）。
【００３３】
支持部１２１の外周側にはコイル１２４が巻きつけられている。ただし、運動部材１２５の端部１２５ａ側（Ｎ極側）では、第１巻き部１２４ａがＡ１方向（奥から手前に向けた方向）に巻きつけられており、端部１２５ｂ側（Ｓ極側）では、第２巻き部１２４ｂがＡ１方向と反対向きのＢ１方向（手前から奥に向けた方向）に巻き付けられている。すなわち、運動部材１２５の端部１２５ａ側（Ｎ極側）からみた場合、第１巻き部１２４ａは時計回りに巻き付けられており、第２巻き部１２４ｂは反時計回りに巻き付けられている。また、運動部材１２５が停止し、ばね１２２，１２３からの弾性力が釣り合った状態において、運動部材１２５の端部１２５ａ側（Ｎ極側）が第１巻き部１２４ａの領域に配置され、端部１２５ｂ側（Ｓ極側）が第２巻き部１２４ｂの領域に配置されることが望ましい。
【００３４】
以上のように配置構成された支持部１２１、ばね１２２，１２３、コイル１２４、および運動部材１２５が、把持部１２６内に収容され、支持部１２１が把持部１２６の内部に固定されている。すなわち、把持部１２６の支持部１２１に対する相対位置が固定されている。ただし、把持部１２６の長手方向は、支持部１２１の長手方向および運動部材１２５の長手方向と一致する。
【００３５】
コイル１２４は、流された電流に応じた力を運動部材１２５に与え、これにより、運動部材１２５は、支持部１２１に対して周期的な非対称運動（支持部１２１を基準とした軸方向に非対称性をもった周期的な並進往復運動）を行う。すなわち、コイル１２４にＡ１方向（Ｂ１方向）に電流を流すと、フレミングの左手の法則で説明されるローレンツ力の反作用により、運動部材１２５にＣ１方向（運動部材１２５のＮ極からＳ極に向かう方向：右方向）の力が加えられる（図４Ａ）。逆に、コイル１２４にＡ２方向（Ｂ２方向）に電流を流すと、運動部材１２５にＣ２方向（運動部材１２５のＳ極からＮ極に向かう方向：左方向）の力が加えられる（図４Ｂ）。ただし、Ａ２方向はＡ１方向の反対方向である。これらの動作により、運動部材１２５およびばね１２２，１２３からなる系に運動エネルギーが与えられる。それにより、把持部１２６を基準とする運動部材１２５の位置および加速度（支持部１２１を基準とした軸方向の位置および加速度）を変化させることができる。
【００３６】
なお、振動子１２０の構成は図４Ａおよび図４Ｂのものに限定されない。例えば、運動部材１２５の端部１２５ａ側にコイル１２４の第１巻き部１２４ａがＡ１方向に巻きつけられおり、端部１２５ｂ側にコイル１２４が巻き付けられていない構成であってもよい。逆に、端部１２５ｂ側にコイル１２４の第２巻き部１２４ｂがＢ１方向に巻き付けられており、運動部材１２５の端部１２５ａ側にコイル１２４が巻き付けられていない構成であってもよい。あるいは、第１巻き部１２４ａと第２巻き部１２４ｂとが互いに別のコイルであってもよい。すなわち、第１巻き部１２４ａと第２巻き部１２４ｂとが電気的に接続されておらず、互いに異なる電気信号が与えられる構成であってもよい。
【００３７】
振動子１２０を駆動するための駆動信号は、電圧制御された信号であってもよいし、電流制御された信号であってもよい。この駆動信号により、運動部材１２５に所望の方向（図４Ａおよび図４Ｂ：Ｃ１方向またはＣ２方向）の加速度を与える向きの電流をコイル１２４に流すｔ１［ｍｓ］の期間Ｔ１と、それ以外のｔ２［ｍｓ］の期間Ｔ２と、を周期的に繰り返す。図６に例示した駆動信号は電圧制御されたものであり、振幅Ａ［Ｖ］の電圧がコイル１２４に印加される期間Ｔ１と、電圧がコイル１２４に印加されない期間Ｔ２とを繰り返す矩形波形である。
【００３８】
ここで所定の方向に電流を流す期間Ｔ１とそれ以外の期間Ｔ２との比（反転比）を何れか一方の期間に偏らせる。言い換えると、１つの周期に占める期間Ｔ１の割合が当該周期に占める期間Ｔ２の割合と異なる周期的な電流をコイル１２４に流す。これにより、運動部材１２５が把持部１２６に対してＣ１方向およびＣ２方向に沿って周期的な非対称振動を行い、把持部１２６を把持する使用者はＣ１方向またはＣ２方向に擬似力覚を知覚する。具体的には、使用者は短く強い力が与えられた方向に擬似力覚を知覚する。図６に例示した駆動信号の場合、ｔ１＜ｔ２であり、期間Ｔ１でコイル１２４に流される電流によって把持部１２６から使用者の皮膚に与えられる力の方向に擬似力覚が知覚される。
【００３９】
≪系のモデル化≫
図５Ａに例示するように、上述した振動子１２０の把持部１２６の外側が使用者の指１００で把持された状態を想定する。なお、図５Ａでは把持部１２６の側面側（振動子１２０の側面の外側）が把持された状態を例示しているが、把持部１２６の端面側（振動子１２０の長手方向の端面の外側）が把持されている状態を想定してもよい。
【００４０】
図５Ｂに例示するように、この状態を振動子１２０の力学特性モデルＭｄおよび把持部１２６に接触する（把持する）指１００の皮膚の力学特性モデルＭｓで表現する。この例の振動子１２０の力学特性モデルＭｄは、それぞれの質量がｍ１，ｍ２の質点Ｍ１，Ｍ２、それらを接続する弾性係数ｋ２のばね、粘性係数（減衰係数）ｂ２のダンパ、および駆動電圧Ｖｏｕｔ（駆動信号）に応じて質点Ｍ１，Ｍ２に働く周期的なローレンツ力ｆからなる力学系の特性を表す。図４Ａおよび図４Ｂに例示した構成の場合、ローレンツ力ｆはｆ＝ｉ２ＢＬ’と表記できる。ただし、ｉ２［Ａ］はコイル１２４に流される電流であり、Ｂはコイル１２４による磁束密度であり、Ｌ’［ｍ］は支持部１２１を長手方向に貫く磁束方向と垂直なコイル１２４の長さである。基準原点Ｏ１に対する質点Ｍ１の位置をｘ１と表現し、基準原点Ｏ２に対する質点Ｍ２の位置をｘ２と表現する。ただし、基準原点Ｏ１，Ｏ２は指１００の重心に対する相対位置が固定された点である。また、ｘ１，ｘ２の何れも指１００の重心から図５Ａにおける右方向を正とし、指１００の重心から図５Ａにおける左方向を負とする。ここでは、指の重心は外界に対して動いていないものとする。ｘ１，ｘ２の時間微分値、すなわち速度を
【数３】
0006382884.tif 000004
と表記する。ただし、記載表記の制約上、本明細書ではこれらをｘ・１，ｘ・２と表記する場合もある。図５Ｂに例示する皮膚の力学特性モデルＭｓは、質点Ｍ１と指１００の重心との間の弾性係数ｋ１のばねおよび粘性係数ｂ１のダンパからなる力学系の特性を表す。ここで把持部１２６に接触する指１００の皮膚に与える力（例えば、応力）をｆｓと表現する。
【００４１】
振動子１２０の力学特性モデルＭｄおよび皮膚の力学特性モデルＭｓの数式表現は例えば以下のようになる。
≪力学特性モデルＭｄの例≫
【数４】
0006382884.tif 000005
力学特性モデルＭｄの力学系パラメータｍ１，ｍ２，ｋ２，ｂ２は、振動子１２０の設計値あるいは計測値から得られてもよいし、システム同定などの方法で得られてもよい。
≪力学特性モデルＭｓの例≫
ｆｓ＝ｋ１・ｘ１＋ｂ１・ｘ・１    （２）
力学特性モデルＭｓの力学系パラメータｋ１，ｂ１は、システム同定などの方法で得られてもよいし、典型的な値とされてもよい。
【００４２】
上記の式（１）（２）の未知の時系列パラメータはｆ，ｘ１，ｘ・１，ｘ２，ｘ・２，ｆｓであるが、上記の式（１）（２）を用いてｘ１，ｘ・１，ｘ２，ｘ・２，を消去することにより、ｆとｆｓとの関係式ｆｓ＝Ｆ（ｆ）が得られる。ここで図４Ａおよび図４Ｂの例ではｆ＝ｉ２ＢＬ’と表記できる。ＢおよびＬ’は振動子１２０の設計値やシステム同定などの方法で得られる。ｆｓ＝Ｆ（ｉ２ＢＬ’）＝Ｆ２（ｉ２）より、関係式
ｆｓ＝Ｆ２（ｉ２）  （３Ａ）
が得られる。コイル１２４の抵抗値をＲとし、コイル１２４に与えられる電圧をＶｏｕｔとすると、運動部材１２５（永久磁石）とコイル１２４の相対的な動きによる逆起電力が十分小さい場合には、ｉ２＝Ｖｏｕｔ／Ｒとなるため、関係式
ｆｓ＝Ｆ２（Ｖｏｕｔ／Ｒ）＝ＦＲ（Ｖｏｕｔ）（４Ａ）
が得られる。
【００４３】
《電気回路特性モデルＭｅの例》
制御電圧Ｖｉｎが伝達関数Ｈ（Ｓ）の電気回路の入力とされ、伝達関数Ｈ（Ｓ）の出力が駆動電圧Ｖｏｕｔ（駆動信号）となり、駆動電圧Ｖｏｕｔに基づいて振動子１２０が駆動すると仮定してもよい。ただし、Ｓはラプラス変換の変数を表す。この場合、制御電圧Ｖｉｎと駆動電圧Ｖｏｕｔには以下の関係が成り立つ。
Ｖｏｕｔ＝Ｈ（Ｓ）・Ｖｉｎ  （５）
ただし、Ｈ（Ｓ）＝Ｓ・Ｔ／（１＋Ｓ・Ｔ）であり、Ｓはラプラス変換の変数であり、Ｔはフィルタの時定数である。これらの特性は設計値から得られてもよいし、システム同定などの方法で得られてもよい。
【００４４】
≪入力部１１での処理（ステップＳ１１）の具体例≫
前述のように、入力部１１は駆動情報Ｄおよび生物情報Ｃの入力を受け付ける。図５Ａおよび図５Ｂの場合、駆動情報Ｄが「駆動信号の情報」として駆動電圧Ｖｏｕｔ（駆動信号）そのもの（例えば、期間Ｔ１および／またはＴ２［ｍｓ］、および振幅Ａ［Ｖ］）を表していてもよいし、駆動電圧Ｖｏｕｔに対応する制御電圧Ｖｉｎを表していてもよい。また駆動情報Ｄが「振動子の情報」として、図５Ｂの力学特性モデルＭｄの各パラメータｍ１，ｍ２，ｋ２，ｂ２を含んでもよいし、さらに電気回路特性モデルＭｅの伝達関数Ｈ（Ｓ）を含んでもよい。駆動情報Ｄが「振動子の情報」として振動子１２０の型番を含み、当該型番に各パラメータが対応つけられていてもよい。なお、皮膚の力学特性モデルＭｓのパラメータｋ１，ｂ１は定数であってもよいし、任意の値に設定できる値であってもよい。
【００４５】
生物情報Ｃが「生物の種類」を特定する情報（例えば、魚の種類）を含んでいてもよいし、「生物の状態」を特定する情報（例えば、魚が釣り糸を引いている状態であるか否か）を含んでいてもよい。
【００４６】
≪振動波形推定部１２での処理（ステップＳ１２）の具体例≫
前述のように振動波形推定部１２は、駆動情報Ｄによって特定される駆動信号に基づいて駆動させた振動子の振動波形Ｗの推定値を得て出力する。図５Ａおよび図５Ｂの場合、振動波形推定部１２は、駆動電圧Ｖｏｕｔ（駆動信号）を式（４Ａ）に代入して得られるｆｓを振動波形Ｗとしてもよいし、駆動電圧Ｖｏｕｔに対応するｉ２を式（３Ａ）に代入して得られるｆｓを振動波形Ｗとしてもよいし、制御電圧Ｖｉｎを式（５）および（４Ａ）に適用して得られるｆｓを振動波形Ｗとしてもよい。ｆｓに対応するｘ１を振動波形Ｗとしてもよい。
【００４７】
≪生物尤度知覚推定部１５での処理（ステップＳ１５）および生物サイズ知覚推定部１６での処理（ステップＳ１６）の具体例≫
前述のように生物尤度知覚推定部１５は、擬似力覚知覚推定値Ｐ、振動粗さ知覚推定値Ｒ、および生物情報Ｃを入力とし、これらを前述の「評価モデル」に適用し、生物尤度推定値Ｌを得て出力する。生物サイズ知覚推定部１６は、擬似力覚知覚推定値Ｐ、振動粗さ知覚推定値Ｒ、および生物情報Ｃを入力とし、これらを前述の「推定モデル」に適用し、サイズ推定値Ｓを得て出力する。「評価モデル」および「推定モデル」は、例えば、以下の心理実験に基づいて生成される。
【００４８】
実験手順：
振動子１２０に対する駆動信号の振幅(Amplitude A [V])と駆動信号の期間Ｔ２（インターバル時間：Interval）の長さｔ２［ｍｓ］を以下の範囲で変化させる（図６）。ただし、期間Ｔ１の長さｔ１は一定である（例えば、ｔ１＝５［ｍｓ］）。被験者（２２−４１歳の１０名の被験者が参加）は駆動信号によって駆動させた振動子１２０を把持し、振動子１２０の振動から認識する「Ｑ１．擬似力覚の強さ」「Ｑ２．振動の粗さ」「Ｑ３．魚の引きの感覚のリアリティ」「Ｑ４．振動から想起される魚の大きさ」を主観評価する。ただし、これらの主観評価は、Ａ＝２．５［Ｖ］，ｔ１＝１２［ｍｓ］，ｔ２＝１２［ｍｓ］の駆動信号で駆動させた振動子１２０から認識する結果との比較によって行われる。なお、「Ｑ３．魚の引きの感覚のリアリティ」は「擬似力覚が生物から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのか」に相当し、「Ｑ４．振動から想起される魚の大きさ」は「擬似力覚によって認識される生物の大きさ」に相当する。主観評価は以下のように１〜６の数値で回答された。
検討パラメータ範囲：
駆動信号の振幅Ａ＝２．４，２．５，２．６［Ｖ］
駆動信号の期間Ｔ２の長さｔ２［ｍｓ］：
ｔ２＝７，１２，１７，２２，２７［ｍｓ］
主観評価：設問と選択肢
Ｑ１．擬似力覚の強さ
（１：かなり弱い，２：弱い，３：少し弱い，４：少し強い，５：強い，６：かなり強い）
Ｑ２．振動の粗さ
（１：かなり細かい，２：細かい，３：少し細かい，４：少し粗い，５：粗い，６：かなり粗い）
Ｑ３．魚の引き感覚のリアリティ：
（１：明らかにない，２：ない，３：少しない，４：少しある，５：ある，６：明らかにある）
Ｑ４．振動から想起される魚の大きさ：
（１：かなり小さい，２：小さい，３：少し小さい，４：少し大きい，５：大きい，６：かなり大きい）
【００４９】
実験結果：
図７Ａから図７Ｄに上記の各期間Ｔ２および振幅Ａに対する主観評価を示す。図７Ａは各期間Ｔ２および振幅Ａに対する「Ｑ１．擬似力覚の強さ」の平均主観評価値（主観評価の平均値）を表し、図７Ｂは各期間Ｔ２および振幅Ａに対する「Ｑ２．振動の粗さ」の平均主観評価値を表し、図７Ｃは各期間Ｔ２および振幅Ａに対する「Ｑ３．魚の引きの感覚のリアリティ」の平均主観評価値を表し、図７Ｄは各期間Ｔ２および振幅Ａに対する「Ｑ４．振動から想起される魚の大きさ」の平均主観評価値を表す。これらの結果から、期間Ｔ２の時間ｔ２を調節することで「擬似力覚の強さ」および「振動の粗さ」を同時に調整でき、「魚の引きの感覚のリアリティ」を大きくできることが分かる（図７Ａ〜図７Ｃのｔ２＝２３［ｍｓ］付近）。例えば、ｔ１を一定に保ちつつ、ｔ２を持続的な擬似力覚が知覚される時間ｔ２’よりも大きめ（例えば、ｔ２＝ｔ２’〜ｔ２’＋１０［ｍｓ］）とすることで、擬似力覚を保ちつつ、振動感覚も知覚させることができ、魚の引きの感覚（生物からの力覚）を知覚させることができる。また期間Ｔ２の時間ｔ２および振幅Ａを調節することで「振動から想起される魚の大きさ」も調整可能であることが分かる。例えば、時間ｔ２および振幅Ａをともに大きくすることで、大きい魚の引きの感覚（大きい生物からの引き感覚）を知覚させることができる。
【００５０】
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、「魚の引きの感覚のリアリティ」と「振動から想起される魚の大きさ」の平均主観評価値は、いずれも「擬似力覚の強さ」と「振動の粗さ」の平均主観評価値の線形和で説明可能である。すなわち「魚の引きの感覚のリアリティ」の平均主観評定値Ｓ３はＳ３＝ω３１＊Ｓ１＋ω３２＊Ｓ２＋ｂ３によって近似でき（図８Ａ）、「振動から想起される魚の大きさ」の平均主観評定値Ｓ４はＳ４＝ω４１＊Ｓ１＋ω４２＊Ｓ２＋ｂ４によって近似できる。ただし、ω３１，ω３２，ω４１，ω４２は予め定められた重み係数であり、ｂ３，ｂ４は切片であり、Ｓ１は「擬似力覚の強さ」の平均主観評定値であり、Ｓ２は「振動の粗さ」の平均主観評定値である。Ｓ３の決定係数は０．８、Ｓ４の決定係数は０．９９である。
【００５１】
以上より、擬似力覚知覚推定値Ｐと振動粗さ知覚推定値Ｒとの線形和Ｌ＝ω３１＊Ｐ＋ω３２＊Ｒ＋ｂ３を「魚の引きの感覚のリアリティ」についての「評価モデル」とできる。同様に、擬似力覚知覚推定値Ｐと振動粗さ知覚推定値Ｒとの線形和Ｓ＝ω４１＊Ｐ＋ω４２＊Ｒ＋ｂ４を「振動から想起される魚の大きさ」についての「推定モデル」とできる。同様に、その他の「生物情報」が表す情報（例えば、生物の種類や状態）ごとの「Ｑ３」「Ｑ４」（「擬似力覚が生物から与えられる力覚としてどの程度尤もらしいのか」「擬似力覚によって認識される生物の大きさ」）の主観評価結果を取得し、各「生物情報」が表す情報ごとにω３１，ω３２，ω４１，ω４２，ｂ３，ｂ４を設定すれば、それぞれの「生物情報」が表す情報に応じた「評価モデル」および「推定モデル」が得られる。その他、Ｌ＝ω３１＊Ｐ＋ω３２＊Ｒを「評価モデル」としてもよいし、Ｓ＝ω４１＊Ｐ＋ω４２＊Ｒを「推定モデル」としてもよい。
【００５２】
以上のように「生物情報」が表す情報ごとに「評価モデル」および「推定モデル」を事前に設定しておく。ステップＳ１５では、入力された生物情報Ｃが表す情報に対応する「評価モデル」を選択し、それに擬似力覚知覚推定値Ｐおよび振動粗さ知覚推定値Ｒを代入することで生物尤度推定値Ｌを得て出力する。ステップＳ１５では、入力された生物情報Ｃが表す情報に対応する「推定モデル」を選択し、それに擬似力覚知覚推定値Ｐおよび振動粗さ知覚推定値Ｒを代入することでサイズ推定値Ｓを得て出力する。
【００５３】
≪インタフェースの具体例≫
図９に推定装置のインタフェース１０００の具体例を示す。
図９に例示したインタフェース１０００では、表示部１１００に「生物」の種類として魚の種類が表示され、表示部１２００に複数種類の振動子が表示される。入力部１１での入力として、表示部１１００に表示された魚のうち特定の魚１１１０の画像をクリックすることで、その位置にマーク１０１０が表示され、その魚１１１０に対応する生物情報Ｃが入力される。また入力部１１での入力として、表示部１２００に表示された振動子のうち、特定の振動子１２１０の画像をクリックすることで、その位置にマーク１０２０が表示され、その振動子１２１０に対応する駆動信号Ｄが入力される。なお、この例では所定範囲のｔ２（interval）およびＡ（Amplitude）が自動的に駆動信号Ｄとして入力される。表示部１３００には出力部１７からの出力としてｔ２およびＡの組に対応する各生物尤度推定値Ｌがグラフとして表示さる。同様に、表示部１４００には出力部１７からの出力としてｔ２およびＡの組に対応する各サイズ推定値Ｓがグラフとして表示さる。
【００５４】
［第２実施形態］
振動波形推定部１２が省略され、入力された駆動情報Ｄから直接に擬似力覚知覚推定値Ｐおよび振動粗さ知覚推定値Ｒが得られてもよい。図１０に例示するように、本形態の推定装置２は、入力部１１、力覚知覚推定部２３、振動粗さ知覚推定部２４、生物尤度知覚推定部１５、生物サイズ知覚推定部１６、および出力部１７を有する。第１実施形態との相違点は力覚知覚推定部２３および振動粗さ知覚推定部２４のみである。以下では、力覚知覚推定部２３および振動粗さ知覚推定部２４の処理のみを説明する。その他の構成は第１実施形態と同じであるため、同じ参照番号を用いて説明を省略する。
【００５５】
≪力覚知覚推定部２３での処理（ステップＳ２３）≫
力覚知覚推定部２３は、駆動情報Ｄを入力とし、擬似力覚知覚推定値Ｐを得て出力する。例えば、力覚知覚推定部２３は、ステップＳ１２と同様に駆動情報Ｄから振動波形Ｗを得た後に、ステップＳ１３と同様に擬似力覚知覚推定値Ｐを得て出力する。あるいは、駆動情報Ｄから擬似力覚知覚推定値Ｐを得る写像をあらかじめ設定しておき、力覚知覚推定部２３が、入力された駆動情報Ｄにこの写像を作用させて擬似力覚知覚推定値Ｐを得て出力してもよい。このような写像はステップＳ１２，Ｓ１３の処理内容から生成されていてもよいし、心理実験結果に基づいて生成されていてもよい。
【００５６】
≪振動粗さ知覚推定部２４での処理（ステップＳ２４）≫
振動粗さ知覚推定部２４は、駆動情報Ｄを入力とし、振動粗さ知覚推定値Ｒを得て出力する。例えば、振動粗さ知覚推定部２４は、ステップＳ１２と同様に駆動情報Ｄから振動波形Ｗを得た後に、ステップＳ１４と同様に振動粗さ知覚推定値Ｒを得て出力する。あるいは、駆動情報Ｄから振動粗さ知覚推定値Ｒを得る写像をあらかじめ設定しておき、振動粗さ知覚推定部２４が、入力された駆動情報Ｄにこの写像を作用させて振動粗さ知覚推定値Ｒを得て出力してもよい。このような写像はステップＳ１２，Ｓ１４の処理内容から生成されていてもよいし、心理実験結果に基づいて生成されていてもよい。
【００５７】
［その他の変形例等］
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、推定装置の各部が同じ筐体内に存在しなくてもよく、推定装置の各部がネットワーク上に分散配置され、ネットワーク経由で情報の受け渡しが行われてもよい。また、推定装置が生物尤度知覚推定部１５または生物サイズ知覚推定部１６の一方のみを備え、生物尤度推定値Ｌまたはサイズ推定値Ｓのいずれか一方のみが生成されてもよい。擬似力覚を知覚される振動子は図４Ａおよび図４Ｂに限定されず、例えば、参考文献４（特許第４５５１４４８号公報）や参考文献５（特開２０１５−２２６３８８号公報）に記載された振動子などを前提とした処理が行われてもよい。「生物」は動物に限定されず、食虫植物のように自ら動く植物であってもよいし、風などの外力によって動く植物であってもよい。
【００５８】
上述の各種の処理は、記載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。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【００５９】
上述の構成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。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記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の例は、非一時的な（non-transitory）記録媒体である。このような記録媒体の例は、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等である。
【００６０】
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。
【００６１】
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、自己の記憶装置に格納する。処理の実行時、このコンピュータは、自己の記憶装置に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。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取り、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。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。
【００６２】
上記実施形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させて本装置の処理機能が実現されたが、これらの処理機能の少なくとも一部がハードウェアで実現されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
例えば、擬似力覚を知覚させる振動子をゲームやアトラクション等に応用しようとした場合、バーチャルな生物とのインタラクションを表現する需要が想定される。本発明は例えばこのよう用途での振動子の制御方法について設計指針を与える。
【符号の説明】
【００６４】
１，２  推定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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