講座《新連載》（全 6 回）

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜
開講にあたって

編集幹事

加藤直人

VR（仮想現実）や AR（拡張現実）の普及に伴って，その差別化戦略として「触覚」が注目されています．エンタテインメントの展示会では，触覚の展示に長蛇の列をなしているのはよく見る光景ではないでしょうか．やはり，「触る」ということで，これまでにないリアルな体験が期待できます．

このような状況をうけ，会誌では「触覚技術」に関する講座を開始します．本講座では，触覚の認
識メカニズムという基礎から，さまざまな応用技術に至るまで幅広い内容を解説します．解説はそれぞれの分野をリードされている専門家の皆様にお願いいたしました．ご多忙の中，ご執筆を引き受けていただきました皆様には，この場を借りて深く感謝申し上げます．

本講座が触覚技術理解の一助になればと思います．1 年間の講座となりますが，なにとぞよろしく
お願いいたします．

予定目次（第 1 回）
触覚認識のメカニズム

半田拓也氏（NHK），篠田裕之氏（東京大学）（第 2 回）触覚センサ

田中由浩氏（名古屋工業大学）（第 3 回）触覚ディスプレイ

牧野泰才氏（東京大学）（第 4 回）触覚技術のユーザインタフェースへの応用

佐藤克成氏（奈良女子大学）（第 5 回）メディアにおける触覚技術

高橋正樹氏（NHK）（第 6 回）
触覚技術の展望半田拓也氏（NHK），篠田裕之氏（東京大学）

337 （112）

映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 2, p. 337（2020）

講座 触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 1 回

触覚の認識メカニズム

正会員

半 田 拓 也†，篠 田 裕 之††
表 1 体性感覚の分類

１．まえがき触覚（狭義）
皮膚感覚「〇〇を体感せよ！」というキャッチコピーが以前にも増体性感覚
触覚（広義）

して目や耳に飛び込んでくるようになった．すでに映画館やアミューズメントパークでは，最新技術による映像と音響に加え，揺れや風なども体感できるコンテンツやアトラ

温度感覚
痛覚

深部感覚
（固有感覚）（自己受容感覚）

位置感覚
運動感覚
力感覚

クションが人気を得ている．また，次世代のメディアとして期待される AR/VR（Augmented Reality/Virtual Reality）

る対象の表面の粗さなどを知覚する狭義の触覚と，温度感やユーザインタフェース（UI）の分野では，触覚技術のさら覚，痛覚に分けられる．深部感覚は，固有感覚や自己受容なる進展が注目されている．実際，2019 年 7 月に東京で開感覚とも呼ばれ，自分の全身あるいは体の一部に関する位催された触覚に関する最大の国際会議 IEEE World Haptics

置の感覚，運動の感覚，力の感覚（抵抗や緊張）が含まれる 2）．

Conference（WHC 2019）は，デモセッションも非常に充実

皮膚感覚と深部感覚が一体となった運動をともなう知覚しており大盛況であった．もちろん論文や動画で内容を把は，ハプティクス（触運動知覚）と呼ばれている．専門書で握することはできるが，特に触覚ディスプレイに関する研は，皮膚感覚のことを触覚として狭義に扱う場合も多いが，究成果の真価は，触って確かめたいところである．

研究分野としては，体性感覚での知覚を含めて広義の触覚

現状の情報メディアでは，例えば，手触りの質感が非常

またはハプティクスと呼んで広く扱う場合が多い．本稿でに重要な商品を，テレビショッピングやネット通販で購入は，特に断りのない限り，受動的な場合も含めて体性感覚

するのにリスクが伴う．慎重を期するなら見本帳やサンプによる知覚を広く「触覚」と呼ぶことにする．また，一部のルを先に取り寄せるのが賢明であろう．では将来，触覚技

専門用語は，できるだけ誤解が生じないと思われる範囲で，術が現在の視覚技術や聴覚技術と同等以上のクオリティに

平易な言葉に置き換えて説明する場合があることをご了承

なったらどうであろうか．あるいは，どのレベルに達すれ頂きたい．

ば実用的だと言えるであろうか．
本稿は，講座「触覚技術入門」の第 1 回として，主に映像
情報メディアに関する技術者・研究者を対象に，今後の触覚技術の可能性を考える上で必要と思われる基本的な触覚の認識メカニズムについて概要を説明する．

２．触覚とは３．皮膚感覚3.1

皮膚の機械受容器

図 1 は，ヒトの右手の模式図と各部の解剖学的な呼称の一部を示している．ヒトの手は，手首までを含めて 21 自由度の動きが可能であるとされる 3）．図 1 に示した手のひら
側は，足の裏などとともに無毛部とよばれており，全身の視覚，聴覚，味覚，嗅覚，平衡感覚以外の，分化した特大部分を占める有毛部と比較して皮膚が厚く，指紋や掌紋定の感覚器官をもたない感覚を体性感覚という（表 1）．こがある．ここでは特に皮膚の無毛部の機械受容器についてのうち，皮膚で感じる感覚を皮膚感覚，骨格筋，腱，関節説明する．

で感じる感覚を深部感覚という 1）．皮膚感覚は，触れてい† NHK 放送技術研究所††東京大学"Introduction to Haptic Technology: Exploring a methodology for humaninterface through the sense of touch (1); Haptic Recognition" by Takuya
Handa (Science & Technology Research Laboratories, NHK, Tokyo) and
Hiroyuki Shinoda (The University of Tokyo, Tokyo)
映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 2, pp. 338 〜 341（2020）

図 2 は，ヒトの無毛部の皮膚の構造を示した模式図である 4）．皮膚感覚の機械受容器は，表皮と真皮の境界から皮下組織にかけて分布しており，解剖学的には 4 種類が確認されている．最も表皮の近くに分布するマイスナー小体は，皮膚と対象物との間に「すべり」が生じたときによく発火することが知られている．メルケル細胞は，対象表面の凹凸，（113） 338

講座

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 1 回

図 3 機械受容ユニットの受容野の形態および神経発射特性による分類（文献 4）を基に作成）を受容野という 1）．つまり，皮膚のある受容野内に機械的
図 1 ヒトの手の模式図と各部の呼称

な刺激を与えると，その機械受容ユニットの神経線維において神経発射が起きる．これまでに，受容野の形態（サイズ，境界の鮮明さ）と機械的刺激に対する神経発射の特性（順応の速さ）から，機械受容ユニットは 4 種に分類されている（図 3）4）．
図 3 において，FA I（ Fast Adapting type I）と SA I
（Slowly Adapting type I）の受容野は直径数 mm 程度と小さく，境界が鮮明である．一方，FA II と SA II の受容野は比較的大きく，境界が不鮮明である．また，FA I と FA
II は刺激に対する順応が速く，刺激の変化にのみ応答するのに対し，SA I と SA II は順応が遅く，刺激による皮膚の変形に対してほぼ持続的に応答する 1）5）．図 3 には，台形波状に皮膚の押し込み変位を変化させた場合の，各受容ユ

図 2 ヒトの皮膚の構造（無毛部の断面図）（文献 4）から引用）

ニットの神経発射のパターンが示されており，これから
FA I は皮膚の押し込み速度に応答することがわかる．同様

エッジ，曲率，マクロなテクスチャなど，形状の知覚に関に，FA II は押し込みの加速度成分に応答し，SA I は皮膚わるといわれている．ルフィニ終末は，皮膚のひっぱりに変位そのものに加えて速度にも応答する 2）5）．形態学的による剪断方向の伸びに応答すると考えられているが詳細は同定されている 3.1 節で述べた 4 種の機械受容器と，各受容わかっていない．皮下組織にあるパチニ小体は，比較的高ユニットとの対応も明らかになってきており，FA I がマイい周波数（200 〜 500 Hz）の振動に応答することが知られて

スナー小体，SA I がメルケル細胞，FA II がパチニ小体，

おり，メルケル細胞よりも細かいテクスチャを検出していSA II がルフィニ終末とされている 5）．

る 5）6）．

3.3

温度感覚，痛覚

ここで注目すべきは，皮膚の機械受容器が，皮膚表面に温度感覚（温冷覚）は，ヒトの生存に大きく関わり，皮膚与えられる物理的な刺激を直接知覚するのではなく，あく

内部の温熱環境も含めて快感・不快感に影響する重要な感まで皮膚の変形によって間接的に生じる機械的な刺激に対覚である．一般には，皮膚表面に与えた温度刺激に対するして応答するという点である．このことを端的に示す例と識別的な温感覚と冷感覚を意味する．温覚と冷覚は独立しして，一定口径以下の穴のあいた基板上に皮膚を接触させた感覚であることがわかっており，皮膚上において温覚また状態で，穴を通して皮膚を吸引すると，あたかも棒状のたは冷覚のみを生じる小領域が存在することに加えて，知物体で押されたかのような触感が生じるという錯覚現象が覚する温度と順応の関係や，錯覚などの認知特性も明らか報告されている 7）．他にも，触覚ディスプレイの設計や触にされてきている 5）．詳細は本講座の第 4 回で解説頂く予覚情報をメディアで扱う上で多くの示唆を与えるさまざま定であるので参照頂きたい．

な触覚の錯覚が発見されている 8）．
3.2皮膚の受容野痛覚は，やはりヒトが身を守るために欠かせない感覚であり，主に知覚に関わっているのは全身に分布する自由神

機械受容器と連なる神経線維を一つの単位として機械受経終末だと考えられている．痛覚を起こす刺激は組織を侵容ユニットと呼び，各受容ユニットに対応する皮膚の領域

害する可能性があるため，関係する神経は侵害受容線維339 （114）

映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 2（2020）

触覚の認識メカニズム（または侵害受容器）と呼ばれている 5）．温度刺激によっても痛覚が生じることが知られており，皮膚侵害受容線維を生理学的に分類すると，機械的な侵害刺激に応答するもの（Aδ 線維等）と，機械的な刺激に加えて化学的あるいは熱的な侵害刺激に応答するもの（C 線維）があると言われている．
興味深いことに，C 線維は触覚刺激による心地よさにも関係することがわかってきており，触覚によるコミュニケー
ションにおいて重要な役割を果たしている可能性がある．

４．深部感覚
深部感覚は，固有感覚や自己受容感覚とも呼ばれ，自分の全身あるいは体の一部に関する位置の感覚，運動の感覚，

図 5 対象の物理特性を知る際の代表的な触察行動（文献 13）を基に作成）

力の感覚（抵抗や緊張）が含まれる．図 4 に，ヒトの腕の内部構造の模式図を示す．ここでは文献 2）5）に基づき，深部

報を言葉で列挙すると次のようになる．

感覚に関係する骨格筋，腱，関節での知覚を中心に概要を（1）接触の場所，力とその方向説明する．

（2）面の曲率，面接触であるか線，点接触であるかの判別

筋紡錘は，骨格筋の中に分布する一種の伸びセンサであ（3）滑りと滑りの予知（滑りそうかどうか），摩擦

り，筋の長さの変化の知覚に関係している．特に指などの（4）硬さ，柔らかさ

細かい運動に関係する筋に多く存在する．ゴルジ腱器官は，（5）粘性，粘着性骨格筋の両端の腱にある一種の張力センサであり，外力や（6）テクスチャ，布や毛布などの微細な構造

筋自体の収縮で腱がひっぱられるときに応答する．筋紡錘（7）皮膚変形の巨視的形状とゴルジ腱器官は，いずれも振動刺激にも反応することが文献 12）では，これ らの情報を完全にカバーする触覚セン

知られており，振動刺激を与えることで，関節の角度など

サとしての仕様（十分条件）が議論されており，ヒトの触覚を錯覚する現象が報告されている 9）．関節受容器としては，は，応答特性の異なる複数の受容器と，皮膚の 3 次元構造

関節をつつむ関節嚢にルフィニ終末やパチニ小体が，靭帯を用いてこれらの情報を得ているものと考えられる．さらにはゴルジ腱器官に似た器官が分布しており，関節の動きにヒトは，これらの触覚情報を得るために手を効果的に用によって刺激される．この他，特に指の位置や動きの知覚いることが知られている．図 5 は，対象物体の物理的な特に関しては，3 章で述べた皮膚の機械受容器が少なからず性を認識する際に，ヒトがする代表的な触察動作を示して関わっていることが知られている．

いる 13）．ぜひ手近な物を触って試してみて頂きたい．

５．触覚の認識5.1

触覚による対象の物理特性の認識

5.2

触原色原理

JST（日本科学技術振興機構）の ACCEL 身体性メディア
プロジェクト 14）は，触覚を情報メディアで扱うための方法

ヒトは，接触対象の物理特性に応じた皮膚変形を，皮膚論として舘らによる触原色原理を提案し，これに基づいたの構造と機械受容器の特性の絶妙な関係性によって知覚しシステムを実装することで，触覚情報を取得，伝送/記録，ている 6）10）11）．ヒトが皮膚の機械変形から検出している情提示できることを示した．この方法は，視覚における色情報の再現が物理空間の RGB を基底としているのと同じように，触覚においても接触対象の物理特性をすべて再現するのではなく，力（メルケル細胞・ルフィニ終末），振動（マイスナー小体・パチニ小体），温度（温覚・冷覚）を基底としてさまざまな触覚を再現することを目指している（図 6）．
触覚を扱う情報メディアを実現する上で実用的な考え方であり，テレイグジスタンス 15）技術とあわせて 5 G（第 5 世代
移動通信システム）の超低遅延を活用するアプリケーショ
ンとしても期待されている．
5.3

クロスモーダル知覚

クロスモーダル知覚とは，視覚，聴覚，味覚，嗅覚，平衡感覚，触覚（体性感覚）の感覚間の相互作用により，ある感覚が実際の入力とは異なって知覚される現象である．近図 4 ヒトの腕の内部構造の模式図

年，特に AR/VR 環境においてクロスモーダル知覚を活用（115） 340

講座

物理空間
３基底

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 1 回

生理空間
７基底

心理空間
5 基底

メルケル細胞硬/柔力をテーマとしたワークショップも開催された．さまざまな
ウェアラブルデバイスの普及により，日常生活において触覚刺激を提供することが可能になってきた今，よりエモー
ショナルな情報メディアが実現する可能性にも想像をめぐ

ルフィニ終末粗/滑
マイスナー小体らせたい．

（2019 年 12 月 9 日受付）

振動

温度

パチニ小体

乾/湿

冷覚
自由神経終末温/冷

温覚
自由神経終末痛

痛覚
自由神経終末物理−生理変換

生理−心理変換
物理−心理変換

図6

舘らによる触原色原理のモデル 14）

した効果的な情報提示システム 16）が多く提案がされており，注目されている．本稿で特に取り上げるべきは，視覚と触覚におけるクロスモーダル知覚であるが，その代表例とされているのが Pseudo-haptics17）である．これは，文字通り擬似的に触覚を提示する手法であり，ユーザの身体動作を反映するポインタやアバターの視覚的な動きを実際の動きと適度に変えることで，ユーザに擬似的な触覚を知覚させることができる．特に深部感覚（位置感覚，運動感覚，力感覚）は，同時に提示される視覚情報による影響が大きいことが知られている．

６．むすび
講座「触覚技術入門」の第 1 回として，基本的なヒトの触覚の知覚と認識のメカニズムについて概要を紹介した．より専門的な内容や深い考察については専門書 1）5）等を参照
頂きたい．一方，文献 6）は「触感」を「触にまつわる主観的なクオリア」として触覚とはあえて区別して取り上げ，興味深い話題が親しみやすく書かれており参考になる．また，次回以降，触覚センサや触覚ディスプレイに関する研究開発の話題に関連し，触覚技術の可能性を考察するさまざまな観点からも，本稿では紹介できなかった認識メカニズムの新たな展開が議論されるであろう．
触覚情報は，視覚や聴覚に障碍があるユーザへの感覚代行手段としても活用されてきた．これからのメディアに新たな可能性をもたらす触覚技術には，より多くの人が楽しめるユニバーサルなサービスの提供に貢献することも期待される．視覚を補う触覚情報という観点は，自動車を運転〔文献〕

1）下条誠，前野隆司，篠田裕之，佐野明人編： 触覚認識メカニズムと応用技術−触覚センサ・触覚ディスプレイ− ，S&T 出版（2014）2）東山篤規，宮岡徹，谷口俊治，佐藤愛子： 触覚と痛み ，ブレーン
出版（2000）
3）L.A. Jones and S.J. Lederman: "Human Hand Function", Oxford
University Press（2006）4）A.B. Vallbo and R.S. Johansson: "Properties of Cutaneous
Mechanoreceptors in the Human Hand Related to Touch Sensation",
Human Neurobiology, 3, pp.3-14（1984）
5）大山正，今井省吾，和気典二編： 新編感覚・知覚ハンドブック ，
誠信書房（1994）
6）仲谷正史，筧康明，白土寛和： 触感をつくる ，岩波科学ライブラリー（2011）7）Y. Makino, N. Asamura and H. Shinoda: "Multi Primitive Tactile
Display Based on Suction Pressure Control", Proc. IEEE 12th
Symposium on Haptic Interfaces for Virtual Environment andTeleoperator Systems（Haptic Symposium 2004），pp.90-96（2004）8）安藤英由樹，渡邊淳司，雨宮智浩，前田太郎： 力触覚における錯覚とその応用 ，計測と制御，47，pp.582-586（2008）9）J.R. Lackner: "Some proprioceptive influences on the perceptual
representation of body shape and orientation", Brain, 111, 2, pp.281297（1988）
10）篠田裕之： 器用な手の皮膚と触覚 ，日本ロボット学誌，18，6，
pp.767-771（2000）
11）篠田裕之： 皮膚の力学的構造に隠れている知能 ，システム制御情報学会誌，46，1，pp.28-34（2002）
12）
篠田裕之： 人のように触れる ，日本バーチャルリアリティ学誌，
12，3，pp.150-155（2007）
13）
S.J. Lederman and R.L. Klatzky: "Hand movements: A window into
haptic object recognition", Cognitive Psychology, 19, pp.342-368（1987）
14）
JST ACCEL 触原色に立脚した身体性メディア技術の基盤構築と応用
展開，https://www.jst.go.jp/kisoken/accel/research̲project/ongoing/h26̲05.html
15）
S. Tachi: "Tele-existence（1）Design and Evaluation of a Visual
Display with Sensation of Presence, Proc. of the 5th Symposium on
Theory and Practice of Robots and Manipulators（RomanSy 84）",
2451254, CISM-IToMM, Udine, Italy（1984）16）
鳴海拓志： Pseudo-haptics 応用インタフェースの展望 ，システム
制御情報学誌，61，11，pp.462-468（2017）17）
A. Lecuyer, S. Coquillart, A. Kheddar, P. Richard and P. Coiffet:"Pseudo-haptic feedback: Can isometric input devices simulate force
feedback?", Proceedings IEEE Virtual Reality 2000（2000）
は ん だ

た く や

半田

拓也

2001 年，電気通信大学大学院電子工学専攻修了．同年，NHK 入局．岡山放送局を経て，2005 年より，放送技術研究所．ユニバーサルサービス，
触覚インタフェース，AR/VR などの研究に従事．正会員．

中の操作インタフェースや歩きスマホの問題などを，触覚技術で解決するアプローチにも有効であると考えられる．
最後に，本稿では詳しく取り上げなかったが，子供の成長過程におけるスキンシップの重要性など，触覚と心や感情には深いつながりがあると考えられている．冒頭で紹介した国際会議 WHC 2019 では，情動に直接働きかける触覚341 （116）

し の だ

ひろゆき

篠田

裕之

1988 年，東京大学工学部物理工学科卒業．1990 年，同大学院計数工学修士課程修了．同年，同大学時助手．東京農工大学講師，東京大学助教授を経て，2012 年より，同大学教授．空中触覚提示を含む
ハプティクス，2 次元通信などの研究と教育に従事．
博士（工学）．

映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 2（2020）

講座 触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 2 回

触覚センサ

田 中 由 浩†を中心に触覚の情報取得に関する計測技術やその応用，人

１．まえがきの知覚メカニズムにも少し触れながら，基本的な事項や最触覚は視聴覚ほどには情報化され利活用は進んでいない．
視覚であれば三原色，聴覚であれば周波数，というように感覚の基底となる情報や方法論が充分に明らかにされてい近の動向を概説する．

２．触覚センサに求められる性能ないからである．感覚の情報を可視化したり，編集や再生，

私たちは皮膚を通して，接触力や位置，接触面積，力の伝送，ネットワークに組み込んだり，何かに利活用するた

分布，静止摩擦，動摩擦，局所すべり，振動，温度などさめにはその情報を提示する技術もさることながら，情報をまざまな力学情報を取得している．ただし，これらの情報

検出，ディジタル化するセンサが必要になる．しかしながが直接私たちの触覚の感覚として意識に上るというよりら，視覚のカメラ，聴覚のマイクのように，未だ標準的には，これらの情報を元に，物体の操作や対象の識別がなさ

人の触覚機能の代替となるようなセンサは開発されていなれている．すなわち，触覚センサでも物理量を検出した後

い．本講座の第 1 回 1）において，広義の触覚は，視覚，聴には何らかの信号処理が必要とされることが多い．本稿で覚，味覚，嗅覚，平衡感覚以外の，分化した特定の感覚器

は特に，基となる力学情報を取得するための触覚センサに官をもたない感覚と紹介されているように，他の感覚器官

焦点を当てて概説を進めたい．

はすべて頭部に集約され特定の場所にあるが，触覚は全身

私たちの触覚センサを皮膚と捉えると，皮膚内部に分布にかつ不均一にあり，その広さや情報処理の複雑さを考えする機械受容器はセンサ素子になる．機械受容器は全身のると，まだまだ人の触覚機能の完全な代替は難しいかもし

皮膚に分布し，私たちは全身で触覚を感じ取ることができれない．しかし，人の触覚の知覚メカニズムの理解，ロボるが，その感度は手指や唇は敏感であるが，背中や臀部はティクス，メカトロニクス，精密加工，情報処理の発展に鈍く，機械受容器の分布，皮膚の力学特性も異なる．篠田

伴い，多様な触覚センサが提案され，応用もされている．

は人と同等の性能を有する「完全な触覚センサ」に求められ下条の調査 2）によると，google

scholar で「tactile sensor」

る十分条件を表 1 のようにまとめている 3）．人の触覚の時を検索すると，論文や特許の数は年々増加し 2000 年頃から空間特性や皮膚の力学的な観点からまとめられたものであ

急速に伸びている（文献 2）では，下条がスライドで触覚セり，十分条件ではあるものの，例えば，指先の触覚はこのンサについて非常に丁寧にかつ整理されてまとめられてい仕様であり，人は大変優れた触覚センサを有し，同程度のるので，是非ご参照いただきたい）．

性能を実現することは非常に難しい．

触覚は広義では，筋骨格，腱，関節で感じる身体の位置

表 1 と関連して，触覚センサには実装上の課題がさまざや力などの深部感覚も含むが，これらの計測については，

ま存在する．配置密度を高めようとすると，物理的には例

モーションキャプチャや関節トルクセンサ，筋電センサなえセンサの数を増やせたとしても各センサから信号を得る

どが活用されている．一方，狭義の触覚である皮膚感覚は，皮膚表面で取得される力分布，振動，すべりなどに関わる感覚であり，さまざまな形態や活用が研究開発されている．
本稿では，講座「触覚技術入門」の第 2 回として，皮膚感覚†名古屋工業大学"Introduction to Haptic Technology: Exploring a methodology for humaninterface through the sense of touch (2); Tactile Sensor andApplications" by Yoshihiro Tanaka (Nagoya Institute of Technology,
Nagoya)526 （110）

表 1 完全触覚センサの十分条件（文献 3）を基に作成）
項

目

内

容

配置密度

表面でのサンプリング間隔が1 mm以下

空間分布

各計測点においての力の3次元ベクトルが計測可能

周波数応答

サンプリング周期が1 ms以下

ダイナミックレンジ

16bit以上（変位0.1μm 〜数mm）

弾性特性

センサの弾性特性が皮膚と同等

摩擦特性

センサ表面の摩擦特性が皮膚と同等

映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 3, pp. 526 〜 531（2020）触覚センサ

ための配線の数，自由曲面への配置の問題もある．電気的にはサンプリング周期，信号の計算コストの問題が生じる．
また，高密度の実現のために小型化すると，ダイナミック
レンジの問題が生じやすい（人の触覚のダイナミックレンジの広さに驚かされる）．さらに，触覚は対象との力学的歪みゲージ/ピエゾ抵抗効果

感圧導電性ゴム相互作用に基づく感覚であり，基本的に接触を必要とする．
したがって，度重なる接触，圧縮や引っ張り，擦れに対応する必要があり，柔軟性や伸縮性，耐摩耗性が求められる．

３．触覚センサの原理

接触抵抗

静電容量

圧電効果

（a）直接方式

触覚センサの基本原理は，外部からの物理刺激により，（1）何らかの弾性体（構造物含む）を変形させ，（2）その変形を電気信号に変換して，その外部刺激を計測するものである．
（1），（2）について多種多様な方法が提案されている．
ヒトも皮膚に加えられた物理刺激により皮膚が変形し（1），これを皮膚内部に分布する機械受容器が検知することで神

光量

光導波路

カメラ

音響共鳴

音の強度・位相磁場

経発火がおき（2），感覚惹起につながっており，基本的には同様である．
3.1

触覚センサの変形部

単純な弾性体の圧縮を利用するものから，カンチレバーによる変異増幅や平行平板構造などで異方性を持たせて特定の方向の力に特化する，また材料を変更するなど，構造や材質の力学的な工夫によりさまざま存在する．人では皮膚および機械受容器が弾性体であり，例えば，指紋はすべり（b）関節方式
図 1 触覚センサの変形の電気信号変換の基本原理の検出や振動増強，特定の周波数の増強に寄与していたり 4），
皮膚が力学的な空間フィルタの役割をしていたり 5）など，人の皮膚の力学システムに学ぶことができる．なお，ヒステ
リシスや非線形性なども考慮すべきポイントである．
3.2

触覚センサの検出部

カメラで検出する方法 12），光源を必要としない方法では弾性体の変形をカメラで直接検出する方法 13）が提案されてい図 1 に触覚センサの変形部を検出する基本的な原理をいる．特にカメラを用いる方法は，画像データとして一定領くつか示す．大きくは，図 1（a）弾性体の変形を直接電気域の変形を一度に捉えることができることから，力の分布信号に変換するもの，図 1（b）変形をさらに他の物理量でや方向を計測することができる点で優れている．GelForce13）

媒介しその物理量の変化を電気信号に変換する間接的な方

では，透明ゲルの中に 2 層の点群マーカをつけてカメラで法がある．

点群の移動を撮影することで，センサに加えられた力の分

図 1（a）は，歪みゲージや半導体（ピエゾ抵抗効果）6），感圧導電性ゴム 7），接触抵抗（接触面積）8），などの電気抵抗タ

布と方向を求めることができる．欠点としては，カメラで撮影するため薄型化しにくい．

イプ，誘電体の圧縮変形に基づく静電容量タイプ 9），圧電効

音も光と似ており，スピーカや超音波素子で音を弾性体

果（応力による電荷発生）を利用するタイプ 10）がある．これ

内に用意した音響経路や空洞に加え，その変形から音の大らはセンサを小型化や薄型化しやすく，感圧導電性ゴムやきさや位相，共鳴周波数の変化をマイクなどで検出して外接触抵抗タイプ，静電容量タイプは大面積化もしやすい．

力や接触位置，多自由度の接触状態を求める 14）15）．カメラ

図 1（b）は，光や音，磁場を用いる方法が提案されていのように多点検出は容易ではないが，音響経路をさまざまる．あえて媒介をさせるメリットはいくつかあるが，まずな形状に設計したり，遠く離れた面の外力を計測したり，検出する変形部に電気配線を不要とする点がある．センサ

設計の自由度が高い．

に柔軟性を与えやすい，取り替えを容易にできるなどの利点がある．各媒介の利用方法について以下に述べる．

磁場については，磁性体を用いて弾性体内に磁場を作り，変形による磁場の変化を磁気センサで検出して力を求める

光については，発光素子と受光素子を用いて弾性体内に光方法である．複数点で磁場変化を検出することにより外力を加え弾性体の変形に伴う光量の変化を検出して外力を求を 3 次元的に捉えることができる 16）．薄型化は可能である

める方法 11）や光導波路を弾性体につけ変形に伴う拡散光をが，接触対象を含め環境に磁性体があると影響を受ける可（111） 527

講座

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 2 回能性があり対応が必要である．

に人とインタラクションを持つようなロボットや義手，人なお，光や音を用いる形式は，電気的安全性が求められ体への装着など伸縮性を必要とするインタフェースなどにる医療用センサに好適であり，内視鏡先端につけた弾性体

応用が期待されている．皮膚センサには，薄さ，広い面積，の変形を内視鏡カメラでそのまま取得し外力を計測する方

自由曲面配置が求められる．上述したように，薄型化，大法 17）や，長い鉗子の手元にマイクとスピーカを配置し鉗子

面積化は比較的多くの方法が考えられるが，これらと合わ

内に音響経路を作り，鉗子先端の変形による音の変化からせて自由曲面配置の達成がやっかいな問題となる．対象の硬さ（接触面積と力の検出）を計測する方法 18）など，さま形状に合わせて，薄い触覚センサシートをツリー状などにざま提案されている．

切り取り貼り付ける方法 23）があるが，特に最近では，伸縮

４．触覚センサの応用性に富む柔軟な触覚センサシートの研究開発が盛んである．検出原理は基本的には 3 節で述べた直接方式であるが，私たちは触覚を通じて，繊細な物体操作を実現し，全身

有機トランジスタ 24），グラフェン 25）やカーボンナノチューで接触を検知でき，対象の形状や材質を認識することがでブ 26）などの導電性材料を用いてシート状や伸びやすい構造

きる．触覚センサの実装先には，ロボットやインタフェーにしたり，導電性繊維 27）を用いて布状にしたり，伸縮性をスがあり，応用目的は必ずしも一つではないが，触覚センもたせている．これら新材料を用いた透明なセンサも提案

サの研究開発事例として概ね人の触覚機能から三つに分類されている．また，圧電材料溶液を表面にスプレーで塗布して特徴を議論できると考え，以下のような分類で研究動し，物体表面をセンサ化する研究事例もある 28）．なお，柔向や課題を述べる．

軟で伸縮性に富む皮膚センサは応用事例よりも，まだセン（1）物体の操作：指先の触覚センサ

サ単体の開発事例が多く，今後の実装展開が期待される．

（2）接触の検知：広い面積を覆う触覚センサ

また，皮膚センサには，信号の取り扱い問題が残る．検（3）物体の識別：能動型触覚センサ

出点が増えると，配線が増える問題，また高速サンプリン

4.1

グが維持できにくくなる問題が生じる．人の感度を考慮す

物体操作：指先の触覚センサ

私たちは物体を持つとき，指先あるいは手（時には腕も）ると 1 ms 以下のサンプリング周期が望ましく，安全性や制を使い，適切に把持したり操作したりすることができる．

御の面からも空間分解能以上に重要な課題となる．多点のこのとき，触覚により多点の力のベクトル情報や局所滑り信号を得るためには，図 2 に示すように，図 2（a）一つ一つを検知し，対象を落とさない手指の姿勢制御や大きすぎずのセンサ素子を読み取っていく方式，図 2（b）マトリクス

小さすぎない適切な把持力制御を行っている．したがって，状にしてスキャンする方式，図 2（c）モジュール化や無線

例えばロボットアームが物体操作を行う際には，触覚セン

方式，図 2（d）センサシートの周囲に電極を多数配置し電サは重要であり，物体操作するロボットアームの先のハンド，あるいは指先に触覚センサが実装される．
3 軸の力センサが用いられるが，把持力調整には，全す
べりを起こす前の局所すべりを検出する方法が有効である．そこで，小型化したセンサを表面に多数配置したり，
3 節で紹介した弾性体とカメラを用いたセンサを用いて力の 3 次元分布を計測する研究事例がある 19）．さらに，局所すべりの検出に特化し感圧導電性ゴムの初期すべりにより発生する高周波信号を利用した研究事例 20）もある．なお，
人の触覚とは離れるが，物体操作に有効な機能として，近接覚センサを指先に加える方法も提案されている．ロボッ（a）一対一対応（b）マトリックス（3）モジュール/無線（4）Electrical Impedance Tomography

トが物体を掴みに行く際に，物体と手指の間の様子はロボットに搭載された視覚用のカメラでは死角になるが，近接覚センサをロボットの手指につけることで，手指が物体に接触する少し前に物体との距離や形状を把握することができる．多点配置した触覚センサとフォトリフレクタを用いる方法 21）やカメラを用いたセンサにおいて表面まで透明にしてカメラで力に加えて対象の画像も取得する方法 22）などが提案されている．
4.2

接触の検知：広い面積を覆う触覚センサ

いわゆる皮膚センサとして分類されるセンサである．特528 （112）

図 2 複数センサ素子の取得方式
映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 3（2020）触覚センサ位分布（Electrical Impedance Tomography）からシート状

なお対象の識別の際には，機械学習が使用されることが多の圧力分布を求める方式 29）などがある．いずれにせよ，配い．近年の深層学習の発展に見られる性能の向上，取得さ線数，高速サンプリング，高空間分解能，そして低計算コ

れる触覚データも時空間的に多いため，機械学習の活用がストをすべて満たしていくことは難しく，用途に応じて検多いと推察される．4.1 の物体操作においても，すべり検出

討が必要である．例えば，石川らは図 2（d）の方法でも，や動作戦略のために機械学習が用いられている事例もある．

高速サンプリングと省配線を狙い，配線を感圧導電性ゴム

また，視覚情報や他の情報とも統合してより複雑かつ大量シートに対し上下左右 4 本とし，荷重分布中心位置と総荷のデータを扱ってロバスト性を上げられる可能性もある．

重の計測に特化したセンサを提案した 30）．星らは 2 枚の異特定の対象情報の計測を目指す触覚センサもさまざま提案

なる硬さの発泡ウレタンを導電繊維 3 枚で挟み，静電容量されている．特に硬さについては，医療福祉分野を対象との変化の違いを捉えることで，接触力と接触面積の計測をして多くのセンサが提案されている．押し込み変位と力を行う柔軟センサシートを提案した 31）．

計測するタイプもあるが，より皮膚感覚に即したセンサで4.3

物体の識別：能動型触覚センサ

は，硬さの異なる二つの弾性体を押し付けた時の相対的な物体の識別を行うセンサはロボットアームの先端に取り力の差 35）や，応力分布から硬さを求めるものが提案されて付けられるなど，人と同様に能動的に使用される（センサいる．そのほかには，しっとりなどの人の感覚の計測を目側ではなく対象側がステージで動かされるケースや，ハン指すセンサとして，人に類似した指紋を有する弾性体で対ドヘルド型やウェアラブル型など人がセンサを動かすケー

象表面をなぞり摩擦を計測するものがある 36）．これらは，

スもある）．人が触覚を通して行う物体の識別は多岐にわ

対象情報が定まっていることから，必要と考えられる物理たる．岡本らは触覚的テクスチャの材質次元を解析した論情報に特化したセンサを特に構造を工夫して設計している．

文をサーベイし，摩擦，温度，硬さ，マクロな粗さとミク対象の識別は，人に似た性能を有する触覚センサとそのロな粗さの 5 次元にまとめられると報告している 32）．しか情報をどのように解析するか信号処理の部分，さらには，し，各々の知覚メカニズムは充分明らかではなく，対象の触動作をどのように行うか，人の知覚メカニズムの解明と大きさや物理特性によっても変化することがあり，対象の並行して研究開発が待たれるところである．

識別を一つにまとめることは難しい．これは，私たちの触覚が一つのセンサではなく，身体に分布し，かつ触り方もさまざまであるためであると考えられる．対象を識別する
触覚センサは識別・計測したい目的に応じて仕様は異なってくるだろう．

５．力学的インタラクションを阻害しない
触覚センサ
4 節ではロボットあるいはインタフェースなどの物体に触覚センサを実装する方法を中心に解説をしてきたが，対人のようにさまざまな対象を識別したいとなると，2 節

象との力学的インタラクションを阻害しない触覚センサもで述べたような極めてハイスペックな触覚センサが必要に提案されている．触覚は対象と皮膚との力学的相互作用になる．高い空間分解能と力のベクトル検出，高周波の振動

基づく感覚であり，その界面を変えずに情報を取得するこ

検出，さらには温度分布の計測も必要になる．識別結果のとは難しい．例えば，グローブタイプの触覚センサを開発

人との類似性を目指すのであれば，触覚センサの粘弾性やしたとしても，対象に触れるのは人の皮膚ではなく，グ表面の摩擦特性，指紋などの人特有の皮膚構造も考慮する

ローブ表面になり摩擦も粘弾性も変わってくる．さらに人必要がある．4.1 で紹介した多点の力検出センサに振動検出，

は感覚に基づく運動制御を行っており，自然な触覚を失っ

温度検出を加えたようなセンサが必要になるであろう．指てしまえば，自然な運動も損なってしまう．

型センサ BioTac 33）は導電性流体を満たし複数電極で力分

このような課題に対して，対象と人の皮膚との直接の接布を読み取り，内部の圧力から振動を検出し，サーミスタ

触に干渉せず，触覚情報を検出するセンサがいくつか開発

により温度変化も検出する．Haptic Scanner34）は，3 軸力されている．図 3 に原理を図示する．指先の押し付け力のセンサと振動計測のためのマイクが内蔵され，表面に温度

計測では，押し付け力によって起こる爪の色の変化を検出

計測用にサーミスタが配置されている．振動については，する方法 37）や，指腹部の圧縮に応じて生じる指腹部の膨ら特にパチニ小体が担当する高周波振動に対して，基本的に人の空間分解能が高くないため，複数のセンサ素子を高密度に配置する必要がなく，上記のいずれも一つの検出素子を用いている．このような指型のセンサがロボットアームの先端に取り付けられ，対象表面をなぞりセンサ信号から対象の識別が試みられている．また，触覚提示装置も必要になるが，取得した触覚情報を遠隔地に伝送する目的でも爪の変形/振動応用が期待されている．

図3

指側面部の変形皮膚伝播振動指先の力学的インタラクションを阻害しない触覚センサ原理図（113） 529

講座

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 2 回みを検出する方法 38）がある．振動の計測では，圧電素子を爪の上に置いて対象を触ったりなぞったりした際に爪で生じる振動を検出する方法 39）や，加速度センサや圧電素子を
指先ではなく第 2 指腹部につけ，皮膚を伝播した振動を検出する方法がある 40）．爪の振動計測では，機械学習を用いて人の動作識別を行っている 39）．皮膚伝播振動は，指先の触覚との関連性も報告されており，センサ出力には，対象の情報に加え人の皮膚特性や運動が反映される．
触覚は皮膚を介して得られており，触覚は身体に依存す
る極めて主観的な情報である．対象が同じでも皮膚特性や運動によって対象との力学的インタラクションは異なり，皮膚上で生じる機械刺激は個々人で異なる．筆者はこのよ
うな主観的な触覚を情報化し，共有や活用する研究に取り組んでいる．皮膚伝播振動を取得するウェアラブル皮膚振動センサを用いて，粗さ感などを対象に個々人で異なる感覚の数値化 41）や，さらに他者との触覚の共有の応用として，
触覚センサが使用者の運動を阻害しないことから，触覚の共有に基づく人と人，人とロボットの協調作業 42）に取り組
んでいる．

６．むすび
触覚センサと人の触覚の性能を比較すると，人の優れた性能が目を引く．しかし，伸縮性に優れるセンサや構造的・原理的に工夫したセンサ，人の触覚から一歩離れて目的に特化させたセンサ，機械学習の発展など，触覚センサの研究開発も多様性を持って着実に進んでいる．人の触覚は機械ほど正確さや再現性には欠けるように筆者は思う．
皮膚温度や乾燥状態などで私たちの触覚は日々変化する．
触覚センサは単体ではなく，何かに実装されることで機能を生かすことができる．精度だけではなく，柔軟性やダイ
ナミックレンジ，耐久性など，さまざまな評価軸で多様な触覚センサが開発され，適材適所に実装もより盛んになっていくことで，触覚の知覚メカニズムの研究や触覚提示技術の開発とも連動し，触覚がディジタル情報化され，触覚の新しい効果の発見や価値創造も広がると考える．多様な触覚センサの開発とさまざまなシーンでのますますの活用を期待したい．

（2020 年 4 月 2 日受付）

〔文1）半田拓也，篠田裕之：献〕

触覚の認識メカニズム ，映情学誌，74，2，

pp.338-341（2020）2）下条誠： 触覚・近接覚センサ解説 v2 ，SlideShare，https://www.
slideshare.net/makotoshimojo/ss-151495670（2020 年 4 月 2 日閲覧）
3）篠田裕之： 人のように触れる ，日本バーチャルリアリティ学誌，
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530 （114）

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たなか

よしひろ

田中

由浩

2001 年，東北大学工学部機械電子工学科中退．2006 年，同大学大学院博士課程修了．同年より，名古屋工業大学助手．特任助教などを経て，2015 年より，同大学准教授．これまでに，JST さきがけ研究者，ユトレヒト大学客員助教，藤田医科大学客員准教授などを兼任．触覚デバイス，触感デザイン，
主観的な触覚の共有や活用の研究などに従事．博士（工学）．

（115） 531

講座 触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 3 回

触覚ディスプレイ牧 野 泰 才†１．まえがき触覚というと，指先を想像することが多いためか，皮膚感覚を想定しがちであるが，市販品として広く普及してい触覚ディスプレイとは，触覚を介して情報を提示するデるのは深部感覚を刺激するような「力覚ディスプレイ」と呼バイスのことを指す．最も身近な触覚ディスプレイは，ス

ばれるものである．その代表例として PHANToM が知られマートフォンに搭載の振動子である．人が操作入力をした

る 1）．アーム機構の先にペン状の把持部があり，その姿勢際に，それを通知したり，着信を音の代わりに振動で伝えを制御することで人に反力を提示するデバイスである．VRたり，といった形で利用されている．

空間内のオブジェクトに触れたときのリアリティが向上す

近年の VR ブームにより，ヘッドマウントディスプレイ

るなど，多くの機会に利用されている．

（HMD）内の映像に対して触覚を提示し，そのリアリティ

本稿では，以降，深部感覚については取り扱わない．皮を向上させる，というのも有用な応用事例の 1 つとして注膚感覚，中でも振動や圧力に焦点を絞って研究動向を紹介

目されている．「夢かどうかを確かめるために頬をつねる」

する．

という事例からもわかるように，触覚は「そこにある」ことを実感するモダリティである．視聴覚情報がリッチになっ３．触覚受容器の時空間特性 2）てきている近年の VR において，リアリティ向上のために

皮膚感覚は，皮膚内の触覚受容器や自由神経終末などにいかに触覚を付与していくかは重要な課題の 1 つである．

よって知覚される感覚である．空間的には，指先が最も解

本稿では，触覚ディスプレイ技術を概観する上で必要な像度が高く，異なる二点を押したときにそれを二点と感じ

触覚の基礎的な特性に触れた後に，現状の触覚ディスプレられる「二点弁別閾」は 2 mm 程度である．これに次いで同イの動向について述べる．

程度に感度が高いのが唇である．一方，背中になると 7 cm

２．皮膚感覚と深部感覚程度離れても二点とは感じられない．
指先のような無毛部について考えた場合，機械的な変形に五感の 1 つとしての触覚と言った場合，実は含まれる感感度を持つ 4 種類の触覚受容器が存在することが知られてい覚は多い．大学院の講義などで学生に「触覚とはどういうる．単一周波数の振動刺激を与えた場合の感度が調べられて感覚でしょう？」というクイズを出すことがある．その時

おり，各受容器は特定の時間周波数帯域に感度を持つ．例えの回答としては「振動」，「圧力」，「温度」といったものが多ば，パチニ小体は 200 Hz 程度に高い感度を持ち，4 つの中でい．もちろんこれらは触覚の一部であり，皮膚表面で感じ最も小さな振動振幅で発火する受容器である．この周波数られる感覚であることから，皮膚感覚と呼ばれる．

感度の上限は 1000 Hz 程度であることが知られている．

一方，なかなか出てこないのが深部感覚と呼ばれる感覚で以上，視聴覚と比較してまとめれば，視覚に比べてかな

ある．これは，関節の姿勢やそこにかかるトルクを感じる感

り粗い空間的な解像度を持ち，聴覚の 20 kHz に比べてかな

覚であり，例えば，手に持ったものの重さなどを感じるのにり狭い受容周波数帯域を持つのが触覚と理解することがで利用される．これ以外にも，痛覚や平衡感覚，内臓感覚など

きる（逆に言えば，視覚よりも高い時間解像度を持ち，聴も触覚という括りで扱われる．ただし，「触覚ディスプレイ」

覚よりも高い空間分解能を持つとも言える）．

といった場合には，主に「皮膚感覚」，「深部感覚」のことを対象にした感覚提示装置のことを指すことが多い．

４．空間的な再構成のための触覚技術
対象の触覚情報を再現しようとした場合，空間的な凹凸†東京大学 大学院情報理工学系研究科"Introduction to Haptic Technology: Exploring a methodology for humaninterface through the sense of touch (3); Haptic Display" by Yasutoshi
Makino (The University of Tokyo, Tokyo)
映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 4, pp. 643 〜 648（2020）をそのまま再現するというのが 1 つの手段である．図 1 に示すように，実現したい空間的なパターンを，離散的なピンの上下動で表現する．このような研究は多くなされてい（43） 643

講座

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 3 回

図 1 ピンアレイの上下動による対象表面再現の模式図

る 3）4）．指先の空間解像度が 2 mm 程度であるため，それよりも高い空間密度でピンを配置し，駆動できれば良い．
視覚的なディスプレイでは，例えば，Retina Display な
どでは 220 dpi 程度を実現しており，充分高い密度で色点を配置することができている．一方触覚の場合には，高密度に細いピンを配置できたとしても，それを上下方向に駆動するために，個別にアクチュエータを配置する部分に困難が伴う．
近年では，そのアクチュエータ配置の困難さを解消するた
めに，ピンを水平方向に駆動する手法が提案されている 5）．
これは，ピンを皮膚に当てた状態で水平方向に変位させても，垂直方向の変位のように知覚されるという触覚の錯覚に基づいている．例えばKajimotoらは 6），ニクロム線に電流を流した際の熱膨張を利用してピンを水平方向に駆動する

図 2 ニクロム線の膨張により水平方向にピンを駆動する触覚ディス
プレイ 6）（提供：梶本裕之 電気通信大学教授）

システムを提案している（図 2）．小さなアクチュエーション
機構で実現されるため，軽量化に向く手法と言える．

５．時間的な再構成によるリアルな触感提示が移動し，棒の中の重心が変化しているように知覚される．
TECHTILE Toolkit8）では，広帯域の振動を再現可能な

上記のような空間的な再現とは別に，時間的な振動波形

振動子と，コンタクトマイクのセットを利用することで同を正確に再現することで，よりリアルな触感を再現すると様の体験をさまざまな対象において実現できる．例えば，いうのが，もう 1 つの方法である．

紙コップを 2 つ用意し，片方の紙コップ A にマイクを，も触覚受容器の時空間特性の項で触れたように，触覚受容

う片方の紙コップ B に振動子を貼り付け，A で計測した振器は 200 Hz 程度の振動に対して最も高い感度を持つ．以前

動を B で再現できるようにする．この状態で，紙コップ Aの携帯電話のバイブレータでは，エネルギー効率のよい通の中にビー玉を落とすと，その振動が離れた紙コップ B に知機能の実現のためにこの特性を利用し，主にこの帯域に再現され，空の紙コップにあたかもビー玉が落ちてきたよ

ピークを持つ振動子が利用されていた．このような，単一

うな感覚が得られる．これにおいても，やはり空の紙コッ

周波数の振動刺激は，そのオンオフにより記号的に触覚をプの質量は変化しないのにも関わらず，あたかもビー玉が利用する分には問題ないが，一方で単一の受容器のみが主入ってきたような，重量感の変化までが錯覚される．

に刺激されるため，リアルな触感の再現には向かない．

このような，高品質の振動の再現は，近年では家庭用

これに対して，周波数帯域の広い振動子を利用し，実際のゲーム機に応用されている．Nintendo Switch では，HD 振振動をリアルに再現することで，リッチな触覚体験を実現

動という名前で紹介されており，1-2-スイッチ 9）というソする手法が提案されている．Virtual Rolling Stone7）では，棒

フトでは，完全に振動のみを利用したミニゲームなども実を持ってその先端を上げたり下げたりすると，その角度に現されている．

応じて，棒の中を仮想的なボールが転がるような振動が手Apple 社の TapticEngine もこれに該当する．数年前の元で再現される．このとき，実際にボールが移動している

iPhone からホームボタンがリアルなボタンではなく，感圧

わけではないにも関わらず，感覚としてはあたかもボール

センサ＋振動子に変更された．押し込んだ際の強さに応じ644 （44）

映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 4（2020）触覚ディスプレイて振動子がリアルな振動パターンで駆動されることで，あたかも本当にボタンを押し込みクリックしたかのような触感が得られる．
ここで示したリアルな振動パターンを提示する手法では，空間的な情報は再現されていない．それであるにも関わらず，棒の中をボールが移動したり，紙コップの中をビー玉が転がったりというように，移動感も知覚されることが確認されており，触知覚の特性の解明という観点から見ても，非常に興味深い手法である．
WorldHaptics という触覚の大きな国際会議が隔年で開催されているが，2019 年の会議においても，振動を適切に再構成することでリアルな触感を提示するという研究がいく

図 3 超音波振動子アレイ外観

つか採択されており 10）11），今も注目を集める研究領域の 1つと言える．

６．Surface Haptics

究室で開発が進められているため，以下少し詳しく述べる．
超音波は人の耳に聞こえない高い周波数で振動する音で

近年注目されている触覚研究の 1 つの分野に Surface

ある．基本的には大気圧を基準として圧力が正負に振動す

Haptics がある．これは，ガラス面などの表面上の摩擦をるため，連続的に振動する超音波を皮膚に照射しても，そ

位置に応じて変化させることで，多様な触感を表現する手の積分は 0 となり力は生じない．しかし，複数のトランス法である．スマートフォンなどタッチパネルデバイスでのデューサを利用し，その位相を制御することで一点に高い

触覚フィードバックを目的とした研究が多く，それらが広音圧のポイントを生成すると，媒質となる空気の非線形性く普及したことと関係が深い．

により，音響放射圧という正圧が生成されることが知られこの方法には大きく 2 つの手法が知られている．1 つは超ている．これを利用し，何もない空中に触感を提示する．

音波を用いて対象表面を高周波振動させ，スクイーズ膜効

図 3 に超音波触覚提示装置を示す．図に示すように，直径

果により「摩擦を低減させる」方法である 12）13）．もう 1 つは

1 cm 程度の超音波トランスデューサがアレイ状に配置され静電気力を利用し，指先を対象表面に吸着させることでている．各振動子の位相を制御することで，空間中に音圧「摩擦を増加させる」方法である 14）15）．指先の位置に応じての高い点を形成し，触感を提示する．

摩擦の強度を変化させることで，ボタンのエッジ感やテク

このようなフェーズドアレイによる焦点は，光のレンズ

スチャ感といった多様な触覚が再現される．どちらもタッ

による焦点とのアナロジーで考えることができる．小さな

チパネル表面に実装するような形の研究が進んでおり，将焦点を形成しようとした場合に開口の大きなレンズが必要

来的にタッチパネル表面の触覚フィードバックに利用されとなるように，超音波においても形成される焦点の直径は，ることが期待されている．

アレイ面からの距離 r，正方形状開口の一辺の長さ L と波2λr

超音波を用いた方法では，例えば，最初の状態が両面

長 λ により決定されることが知られ，—L—で与えられる 22）．

テープのような粘着面でも，そこに超音波を印加することこのとき，250 個程度のトランスデューサアレイを利用しで粘着性が低下する，というような研究も進んでいる 16）．

た場合には，1 〜 2 gf 程度の比較的弱い力が提示できるこまた近年では，この後紹介する空中超音波を利用して遠隔とが確認されている．

から対象表面を励振し（ただし対象は音響インピーダンス

このような遠隔での触覚提示による利点は，の低い発泡スチロールでのみ実現されている），摩擦を低（1）ユーザが装置を装着することなく触覚を提示できる

下させるというような手法も提案されている 17）．

（2）3 次元的な任意の位置に触覚を提示できる

７．超音波を利用した遠隔からの触感提示
7.1

基本原理

（3）人の対象への押下力に依存せず，一定の力を提示できる（4）何にも触れないため，衛生面で優れる

一般的に触覚は，対象との距離が 0 の状態で生じる感覚でなどが挙げられる．特に（4）に関して，今年に入ってからある．一方，遠隔から空中に触覚を提示する手法というのの新型コロナウイルス蔓延の影響で，物に触れずに何かをも提案されている．空気塊を飛ばして触感を提示する手法

操作するという方法の需要が今後高くなることが想定されや 18），レーザによる方法など 19），いくつかの手法が提案さる．そのような用途において，操作のフィードバックとしれているが，中でも特に超音波フェーズドアレイを利用して，何にも触れずに触感を提示できるというのは 1 つ大きた手法は 20）21），近年注目を集めている．筆者の所属する研な利点となりうる．
（45） 645

講座

7.2

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 3 回

変調による知覚強度の向上

これまでにも触れたように，超音波焦点により提示できる力は数 gf 程度と小さい．この知覚的な強度を向上させる
ため，振幅変調（AM）を利用した手法が利用されてきた．
これは，受容器の時空間特性の項で触れたように，人の触覚受容器が 200 Hz 程度の振動に対して高い感度を持つことを利用したものである．
これに追加して，近年では空間的な変調方式により知覚
強 度 が 向 上 す る と い う 知 見 が 得 ら れ 始 め て い る 2 3 ）．
Takahashi らによる Lateral Modulation（LM）という手法
では 24），超音波の強度を一定に保ったまま，焦点を手のひら上で水平に高速移動させることで，その知覚強度が上がることが示されている．AM のときに比べ，LM では振動の振幅が一定のまま位置が移動するため，時間的な平均振動
強度は高くなってはいるが，知覚としてはそれだけでは説明できない程度に閾値が上がることなどが示されている．
同様の実験を水平に移動する振動体で実現しようとした場
合には，各位置での垂直方向の押下力を一定に保ったまま
水平移動させることが難しく，また皮膚表面での摩擦力の影響を切り分けられず，非常に難しい条件になることが考えられる．超音波を利用し，一定の力で摩擦を生じさせずに刺激をできるからこそ得られた新しい知見である．
7.3 立体映像との組み合わせによる触覚フィードバック

図4

HaptoClone システム（上）隣接するブース間で立体像とそれに触れた触感が再現される．
（下）右のブースに入れた紙風船と手が，Aska3D を介して左のブース
で立体像として見える様子．

提示できる刺激の強度が低いため，超音波の刺激単体で何かリアルな触感を再現するというのには限界がある．一方で，空中映像と組み合わせ，3 次元的に位置が一致した
視触覚体験を実現すると，その触覚フィードバックの効果が非常に高い．
Haptomime 25）というシステムでは，アスカネット社のASKA3D26）という特殊なミラーを利用し，空中に操作パネルを表示した状態で，その映像とのインタラクション時に触覚フィードバックを提示している．AR 技術の進展と，それに伴うセンシング技術の発展により，HMD や 3 次元映像技術を利用した情報提示時に，空中ジェスチャで入力をするという手法は，今後多くなっていくと考えられる．このシステムはその時の触覚フィードバックの重要性を体感できるものである．
HaptoClone27）（図 4）は，2 枚の ASKA3D を利用し，隣接
ブース内の物体を立体像として相互に再構成し，3 次元的な図 5 裸眼立体ディスプレイと組み合わせ，つまみ上げ動作時に触感を提示する

視触覚体験を実現したものである．深度センサであるKinectを利用し，各ブース内の物体の 3 次元形状を計測し，隣接ブース内の同じ位置の物体と接触したときにそこに向かっは，リアリティ高く再現ができる．ただし，先述のようにて超音波刺激を提示する．特殊なミラーである ASKA3D を力が弱いため，例えば，握手をするような強い力の表現が利用することで，遅延なく 3 次元像が再構成されるため，視求められる体験ではそのリアリティは低下する．

覚体験としては非常にリアルな 3 次元体験が可能となる．一Matsubayashi（図 5）らの研究では 28），裸眼立体ディスプ

方，触覚については，何もない空中映像に触れたときに，レイと組み合わせ，3 次元 CG 映像を自由にハンドリングでそれに同期して触感が生じるというのが，体験の質を向上きるような手法を提案している．この手法では，ワークスさせる．特に，指先で軽く撫でるような弱い感触に関してペースを取り囲むように深度センサ（RealSense）と超音波646 （46）

映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 4（2020）触覚ディスプレイ

フェーズドアレイを配置し，常に指腹に対して刺激が提示

情報提示のデバイスという観点では，Pezent らのできるようになっている．立方体をつまみ上げるような動

Tasbi34）や Young らの Bellowband35）など，駆動方式は異な作に対して，母指と示指それぞれの指腹にその時の物体へるものの，どちらも手首に巻いて利用するタイプのデバイの押し込み深さに応じたフィードバックを返すなど，3 次スが提案されている．モータや空圧駆動のバルーンの動か

元 CG オブジェクトとの触覚を伴うインタラクションが可

し方を変えることで，多様な自由度の触感を提示可能なデ能となっており，操作性の向上に触覚フィードバックが寄バイスとなっている．

与することが確認されている．

以上の研究動向を踏まえると，「皮膚で聞く」を実現する

以上のように，超音波を利用した遠隔からの触覚提示は，ために，① 手首や前腕など，手指ではない部位に対して刺触知覚の基礎特性の解明のためのツールとして，また 3 次

激を提示し，② 刺激の仕方によって，喜びや悲しみのよう元的な情報入力時のサポートのような新しいインタフェーな情動を伝達する．というのを目指しており，③ どのようスとして，その応用が期待される技術である．

に触れると神経レベルでどのようなリアクションが起こ

８．Facebook 社の触覚研究動向

り，結果としてどのような情動が生起されるか？ という部
分までを解明しようとしていることが見えてくる．

本稿の最後に，Facebook 社の触覚研究動向について触れ

Facebook という SNS が「いいね」や「悲しいね」といったる．特定の企業について触れるというのはやや不思議に感

アイコンをクリックすることで簡便なコミュニケーション

じられるかもしれないが，Facebook 社の触覚研究分野におを実現していることを考えれば，それを触覚を介して伝えけるプレゼンスが，近年大きく上がっている．顕著だったるという意味で，非常に理にかなった戦略であるように見のが 2019 年 7 月に開催された触覚の国際会議 World Haptics受けられる．今後，触覚のインタフェース利用について

Conference（WHC）29）における採択数である．採択されたFacebook 社がリードしていく可能性が高く，今後の展開

論文の所属機関別順位で，Facebook は 2 位の東京大学の倍に注視していきたい．

以上の採択数で 1 位であった．開催場所が東京であり，地

なお，文字情報を直接伝えるという手法についての発表

元の東京大学から多くの研究が投稿されたことを考慮するはなかったため，そちらに対して何かアプローチしていると，圧倒的な採択数であったと言える．

のか否かは，WHC の発表からでは伺い知れない．一方で，これには理由がある．2017 年 4 月に開催された Facebook
社のカンファレンスにて，同社の未来的なプロジェクトと触覚により抽象的な情動を伝えるのではなく，文字を伝達することには大きな需要がある．

して「脳でタイピング」，「皮膚で聞く」という 2 つが発表さ一般的に視覚障害者と言った場合，われわれはどうしてれた 30）．これは，言葉を発さずに情報を伝え，それを認識も全盲の方を想像しがちであるが，実際は弱視の方も多く，できるようにするというものである．つまり，人への情報

後天的に視力が低下したという状況が多い．そのように後伝達の手段として皮膚を利用することが，同社の直近の目

天的に視力を失くした人たちの多くは，点字を読むことが標となっていた．2019 年の WHC での発表数の増加は，こできない．視覚障害者全体に占める点字を読める人の割合

れを受けての 2 年間の研究成果の発表だったと考えられる．

は 10%程度と言われており，残りの 90%の人たちは文字情「皮膚で聞く」というテーマに対して，非常に理想的な状報を得るのに困難を抱えていることになる．近年ではスマ況を想像すると，皮膚に刺激を与え，点字の代替のようにホの文字読み上げ機能が向上してはいるものの，公共の場

文字情報を伝達するというのが想像できる．しかし，での利用が難しいなど問題もあり，触覚を介して少ない訓WHC での発表を見る限りでは，そのような記号的な情報

練で文字情報を伝達する手法については，その実現が望まの伝達については考慮されていないように感じられた．以れるものである．

下に，Facebook 社が著者に含まれる論文からいくつか紹
介する．

９．むすび

McIntyre31）らの研究では，二人の被験者に対して，お互

以上，本稿では最近の触覚研究の動向も含め，人工的にいが見えない状態で，一人がもう一人に対して特定の情動触覚を提示する触覚ディスプレイについての解説を行っ（喜びや悲しみなど）を伝えるように前腕に触れ，そういった．今年に入ってからのコロナウイルス蔓延下での世界情た情動がどの程度伝達できるかを評価している．Hauser32）

勢を見ると，これまで普通に触れることのできた握手やハらの研究では，そのような情動を伝えるように触れたときグなどができない状況が続いている．そのような「できなに，実際に手がどのように動作していたのかを，接触面積

くなってしまった触覚的なインタラクション」のバーチャや接触速度，持続時間等を計測することで定量評価していルな実現が，今後触覚研究に求められることの 1 つになるる．Hauser33）らはまた，神経発火レベルでのリアクション

かもしれない．

（2020 年 5 月 5 日受付）についても調べている．

（47） 647

講座〔文

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 3 回献〕

1）https://www.youtube.com/watch?v=C̲rHAbJJggM
2）シ ュ ミ ッ ト ： 感 覚 生 理 学 金 芳 堂 （ 1989）（ R.F. Schmidt:"Fundamentals of Sensory Physiology", Springer-Verlag, 1986）
3）I.R. Summers and C.M. Chanter: "A broadband tactile array on thefingertip", the Journal of the Acoustical Society of America, 112,2118-26（2002），https://doi.org/10.1121/1.1510140
4）仲谷正史，梶本裕之，K. Vlack，関口大陸，川上直樹，舘 鳫： コイ
ル状形状記憶合金を用いた 3 次元形状ディスプレイの研究 ，映情学誌，
60，2，pp.183-191（2006）公開日 2008/03/07，Online ISSN 18816908，Print ISSN 1342-6907，https://doi.org/10.3169/itej.60.183
5）J. Pasquero and V. Hayward: "STReSS: A practical tactile display
system with one millimeter spatial resolution and 700 Hz refreshrate", in Proc. Eurohaptics, pp.94-110（2003）
6）H. Kajimoto and L.A. Jones: "Wearable Tactile Display Based on
Thermal Expansion of Nichrome Wire", in IEEE Transactions on
Haptics, 12, 3, pp.257-268（1 July -Sep. 2019）7）H. Yao and V. Hayward: "An experiment on length perception witha virtual rolling stone", in Proceedings of EuroHaptics 2006, pp.325330（2006）8）K. Minamizawa, M. Nakatani, Y. Kakehi, S. Mihara and S. Tachi:"TECHTILE Toolkit", in IEEE Haptics Symposium 2012, Demo（2012）
9）https://www.nintendo.co.jp/switch/aacca/index.html
10）
C. Park, J. Park, S. Oh and S. Choi: "Realistic Haptic Rendering of
Collision Effects Using Multimodal Vibrotactile and Impact
Feedback", 2019 IEEE World Haptics Conference（WHC）, Tokyo,
Japan, pp.449-454（2019）11）
T. Handa, M. Azuma, T. Shimizu, S. Kondo, M. Fujiwara, Y. Makino
and H. Shinoda: "Ball-type Haptic Interface to Present Impact Points
with Vibrations for Televised Ball-based Sporting Event", 2019 IEEE
World Haptics Conference（WHC）, Tokyo, Japan, pp.85-90（2019）12）
T. Watanabe and S. Fukui: "A Method for Controlling Tactile
Sensation of Surface Roughness Using Ultrasonic Vibration", Proc.
IEEE ICRA, pp.1134-1139（1995）
13）
TPAD TABLET Project，http://tpadtablet.org
14）
山本晃生，石井利樹，樋口俊郎： 摩擦力制御を用いた静電皮膚感覚
ディスプレイ ，計測自動制御学論集，40，11，pp.1132-1139（2004）
15）
O. Bau, I. Poupyrev, A. Israr and C. Harrison: "TeslaTouch:electrovibration for touch surfaces", in Proceedings of the 23nd
annual ACM symposium on User interface software and technology（UIST '10），pp.283-292（2010），DOI:https://doi.org/10.1145/
1866029.1866074
16）
M. Takasaki, D. Yamaguchi, Y. Ochiai, T. Hoshi and T. Mizuno:
Between Smoothness and Stickiness, Proc. IEEE World Haptics
Conference, D-46, Chicago, Illinois（USA），22-26（June 2015）17）
T. Ohmori, Y. Abe, Y. Someya, M. Fujiwara, Y. Makino and H.
Shinoda: "ReFriction: Remote friction control on polystyrene foam by
ultrasound phased array", in SIGGRAPH Asia 2019 Emerging
Technologies（SA '19）（2019），DOI:https://doi.org/10.1145/
3355049.3360522
18）
R. Sodhi, I. Poupyrev, M. Glisson and A. Israr: "AIREAL: interactive
tactile experiences in free air", ACM Trans. Graph. 32, 4, Article 134（July 2013），10 pages（2013）， DOI:https://doi.org/10.1145/
2461912.2462007
19）
Y. Ochiai, K. Kumagai, T. Hoshi, J. Rekimoto, S. Hasegawa and Y.
Hayasaki: "Fairy Lights in Femtoseconds: Aerial and Volumetric
Graphics Rendered by Focused Femtosecond Laser Combined with
Computational Holographic Fields", ACM Trans. Graph. 35, 2,
Article 17（Feb. 2016），14 pages（2016），DOI:https://doi.org/
10.1145/2850414
20）
T. Iwamoto, M. Tatezono and H. Shinoda: "Non-contact Method for
Producing Tactile Sensation Using Airborne Ultrasound", Haptics:
Perception, Devices and Scenarios: 6th International Conference,

648 （48）

Eurohaptics 2008 Proceedings（Lecture Notes in Computer Science），
pp.504-513（2008）
21）
T. Carter, S. Seah, B. Long, B. Drinkwater and S. Subramanian:"UltraHaptics: multi-point mid-air haptic feedback for touch
surfaces", Proc. Symp. User interface software and tech.（UIST'13），
pp.505-514（2013）
22）
T. Hoshi, M. Takahashi, T. Iwamoto and H. Shinoda: "Noncontact
Tactile Display Based on Radiation Pressure of Airborne
Ultrasound", IEEE Trans. On Haptics, 3, 3, pp.155-165（2010）23）
W. Frier, D. Ablart, J. Chilles, B. Long, M. Giordano, M. Obrist and S.
Subramanian: "Using Spatiotemporal Modulation to Draw Tactile
Patterns in Mid-Air", in Haptics: Science, Technology andApplications, 10894, pp.270-281. Springer（2018）
24）
R. Takahashi, K. Hasegawa and H. Shinoda: "Tactile Stimulation by
Repetitive Lateral Movement of Midair Ultrasound Focus", IEEE
Transactions on Haptics（Open Access）Early access（Oct. 2019）25）
Y. Monnai, K. Hasegawa, M. Fujiwara, S. Inoue and H. Shinoda:"HaptoMime: Mid-Air Haptic Interactions with a Floating Virtual
Screen", Proc. 27th ACM User Interface Software and Technology
Symposium（UIST2014），pp.663-667, Hawaii, USA（Oct. 5-8, 2014），
DOI: 10.1145/2642918.2647407
26）
https://aska3d.com/ja/
27）
Y. Makino, Y. Furuyama, S. Inoue and H. Shinoda: "HaptoClone（Haptic-Optical Clone）for Mutual Tele-Environment by Real-time
3D Image Transfer with Midair Force Feedback", Proceedings ofthe 2016 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems,
pp.1980-1990, San Jose Convention Center, San Jose, CA, USA（May
7-12（2016），DOI: 10.1145/2858036.2858481
28）
A. Matsubayashi, Y. Makino and H. Shinoda: "Direct Finger
Manipulation of 3D Object Image with Ultrasound Haptic
Feedback", Proceedings of the 2019 CHI Conference on Human
Factors in Computing Systems, Paper, 87, pp.1-11, Glasgow, Scotland
UK（May 04 - 09, 2019）29）
http://www.worldhaptics2019.org/
30）
https://japan.cnet.com/article/35100052/
31）
S. McIntyre, A. Moungou, R. Boehme, P.M. Isager, F. Lau, A. Israr,
E.A. Lumpkin, F. Abnousi and H. Olausson: "Affective touch
communication in close adult relationships", 2019 IEEE World
Haptics Conference（WHC）, Tokyo, Japan, pp.175-180（2019）32）
S.C. Hauser, S. McIntyre, A. Israr, H. Olausson and G.J. Gerling:"Uncovering Human-to-Human Physical Interactions that Underlie
Emotional and Affective Touch Communication", 2019 IEEE World
Haptics Conference（WHC）, Tokyo, Japan, pp.407-412（2019）33）
S.C. Hauser, S.S. Nagi, S. McIntyre, A. Israr, H. Olausson and G.J.
Gerling: "From Human-to-Human Touch to Peripheral Nerve
Responses", 2019 IEEE World Haptics Conference（WHC）, Tokyo,
Japan, pp.592-597（2019）34）
E. Pezent, A. Israr, M. Samad, S. Robinson, P. Agarwal, H. Benko and
N. Colonnese: "Tasbi: Multisensory Squeeze and Vibrotactile Wrist
Haptics for Augmented and Virtual Reality", 2019 IEEE World
Haptics Conference（WHC）, Tokyo, Japan, pp.1-6（2019）35）
E.M. Young, A.H. Memar, P. Agarwal and N. Colonnese:"Bellowband: A Pneumatic Wristband for Delivering Local Pressure
and Vibration", 2019 IEEE World Haptics Conference（WHC）,
Tokyo, Japan, pp.55-60（2019）
ま き の

やすとし

牧野

泰才

2007 年，東京大学大学院情報理工学系研究科博士課程修了．学術振興会特別研究員などを経て，2009 年より，慶應義塾大学特任助教．2013 年より，東京大学大学院情報理工学系研究科講師．2014 年
より，同大学院新領域創成科学研究科講師，2017 年より，同大学院新領域創成科学研究科複雑理工学専攻准教授．JST さきがけ研究員．触覚ディスプレイの開発
や，身体性に着目した動作予測，触情報推定などの研究に従事．

映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 4（2020）

講座 触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 4 回

触覚技術のユーザインタフェースへの応用

佐 藤 克 成†１．まえがき究所（ANL）は，第 2 次世界大戦後，放射性物質を離れた場
所から安全に取り扱うために，マスタ・スレーブ・マニ

ヒトの生活において触覚は，肌に触れる物質の状態を認

ピュレーションの研究を行った 3）．最初に開発されたもの

識し，把持操作など適切な行動を取るために活用されていは，人間が操作するマスタと，作業するスレーブがリンク

る．すなわち触覚は，ヒトと外界とを身体的につなぐイン機構で繋がっており，双方向に力の感覚を伝送する．1950

タフェースとしての役割を果たしている．こうした触覚の年代には，より遠くに力を伝送するため，電動式のマニ機能を模倣する触覚デバイスは，ヒトと電子空間とをつな

ピュレータの開発が始まった．これらは触覚のうち深部感

ぐユーザインタフェースとしても幅広く応用されている．

覚を伝送するシステムであった．

触覚デバイスを用いることで，あたかも実空間と接するか1980 年には，あたかも操作者自身がロボットの中に入りのように，電子空間との身体的インタラクションが可能と込んだかのような高い臨場感を得られる，テレイグジスタ

なる．さらに電子空間を介して，遠隔のヒトや環境とをつンス（Telexistence）4）の概念が提唱される．テレイグジス

ないだ場合，時間や空間の制約を超えた 触れ合い も可能

タンスでは，遠隔の作業やコミュニケーションにおいて高となる．触覚デバイスを用いた遠隔地との 触れ合い は，い臨場感を得るために，視覚や聴覚，触覚の情報を高精度離れて住む家族間のコミュニケーションの実現や，身体的にフィードバックすることが求められる．そのために触覚な理由により外出が困難な人の生活支援など，多用な応用

としては，固有受容感覚に加え皮膚感覚を伝送する技術がが期待できる．特に，COVID-19 の感染防止対策時のよう開発されてきた．例えば，指先における圧力分布情報を伝に，ヒトと直接合うことが制限される状況下においてはそ

送するロボットハンドシステム 5）（図 1）や，振動・圧・温の価値が高まる．

度の情報を伝送するシステム 6）などが開発されている．

本稿は，講座「触覚技術入門」の第 2 回 1），第 3 回 2）で述べさらに 2000 年代以降は，超臨場感コミュニケーションとられた触覚センサとディスプレイ技術のユーザインタ

して，遠隔地間においてあたかも同じ空間を共有しているフェースとしての応用を，触覚伝送技術を中心として，製かのような対話を実現するための研究が進められている．

品化された事例から研究段階の事例まで幅広く解説する．

臨場感を構成する空間要素である「質感」を再現するために，

２．触覚を伝える・共有する
触覚センサとディスプレイを用いることで，ビデオカメラで記録した映像をモニタで再生する視覚伝送のように，触覚の伝送を実現できる．触覚伝送は触覚技術のユーザイ
ンタフェース応用において，比較的古くから研究が進められてきた．触覚伝送としての応用事例をその歴史とともに
述べる．
2.1

触覚伝送技術の発展

触覚伝送技術は，ロボットの遠隔操作（Teleoperation）の分野を中心に発展してきた．アメリカのアルゴンヌ国立研†奈良女子大学"Introduction to Haptic Technology: Exploring a methodology for humaninterface through the sense of touch (4); Application of Haptic
Technology to User Interface" by Katsunari Sato (Nara Women's
University, Nara)

840 （98）

図 1 触覚のテレイグジスタンス 5）
映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 5, pp. 840 〜 844（2020）

触覚技術のユーザインタフェースへの応用

触覚に関わる情報を伝送する必要性が主張されている 3）．

用グローブ装着者はそのモノの形状や質感，温度を体感で伝送される触覚情報の精度が高まるにつれ，その用途は極

きる．

地作業からコミュニケーションやショッピング，遠隔医療など多用な分野に広がりを見せている．
2.2

さらに，これら触覚伝送モジュールの研究により得られた成果を活用し，テレイグジスタンスロボット TELESAR
VI12）が開発されている．TELESAR VI はヒトに近い 67 自触覚伝送モジュールの開発

触覚伝送の研究が進められる一方で，視覚におけるカメ

由度を有しており，10 指すべてにおける力と振動，温度のラとモニタ，聴覚におけるマイクとスピーカのような標準伝送が可能となっている．このロボットは，遠隔地におけ化された技術の確立には至っていない．その理由として，る自分の新しい身体として操作可能であり，高い臨場感が触覚の基底となる情報が充分に解明されていないこと，ま得られる．

た触覚には複数の物理情報が関与し，デバイス実装が困難

2.3

触覚伝送のこれからなことが挙げられる．これらの問題を解決するために，

テレイグジスタンス技術は事業化が加速しており，2017

JST（日本科学技術振興機構）ACCEL の身体性メディアプ

年に TELEXISTENCE 株式会社が，2020 年には avatarin

ロジェクト 7）では，触原色原理に基づく触覚伝送モジュー

株式会社が設立している．テレイグジスタンスの普及に伴ルの開発に取り組んでいる．身体性メディアプロジェクト

い，触覚伝送技術の必要性も増している．人は「触れる」こでは，力と振動，温度を物理空間の基底とし，これらの情とで対象の存在を確認し，器用な把持操作が可能となる．

報を同時に計測・提示可能なモジュール 8）9）を，手の指先

さらに「触覚」には情動的な側面 13）が知られており，触れ腹部と同程度の大きさに実装している（図 2）．さらに，こることで相手に対する信頼を示し，触れられることで安心

れら物理空間の基底の刺激の組み合わせにより，多用な材感を得られる．また，幼少期における触れ合いは精神的な質感を生成し得ることを検証している 10）．

発育に影響することも指摘されている．このような触覚の実装した触覚伝送モジュールの活用事例として，触覚共特徴から，触れ合いが可能な遠隔コミュニケーションは，（図 3）を開発
有を可能とするグローブ型インタフェース 11）

離れて生活する家族や友人，仕事仲間などにとって実現がしている．計測用グローブの指先に搭載した触感計測モ

切望される技術である．また，本稿の執筆時期は COVID-

ジュールは，感圧導電シートとチップサーミスタから構成

19 の影響により直接会うこと，触れることが制限されておされ，圧力と温度の分布情報，および圧の時間変化としてり，同様の状況は今後も継続・再発する可能性がある．こ

振動情報を計測できる．また提示用グローブの先端に搭載うした人類に降りかかる問題を乗り越え，ヒトに欠かせなした触覚提示モジュールは，振動子と冷刺激用ペルチェ素い「触れ合い」を維持するために，触覚伝送技術のさらなる子，温刺激用ヒータ，および電気刺激用電極フィルムから進展が望まれる．

構成され，計測された触覚情報を再現できる．計測用モジュールを着用したユーザが多指でモノに触れた時，提示

３．接触対象を認識する
触覚伝送において記録装置として活用されていた触覚センサは，それ単体としてユーザインタフェースへ応用されている．代表的な応用は，第 2 回 1）の講座において「物体の操作」，「接触の検知」，「物体の識別」の 3 分類が紹介されている．これらは主に触覚センサをロボットへ搭載する用途であり，ヒトの生活を支援するロボットやロボットによる製品の定量評価など，多用な用途が期待される．またロ
ボット以外の用途として「入力インタフェース」や「生活の図 2 触覚計測モジュール（左）と提示モジュール（右）9）11）

記録」が挙げられる．これら二つについて紹介する．
3.1

入力インタフェース

触覚を用いる入力インタフェースは，電子機器のボタンやコンピュータのキーボードなど複数存在する．近年ではタッチパネルの接触センサが代表例に挙げられる．これら
入力インタフェースに最新の触覚センサの技術を用いることで，人と電子空間とのインタラクションが多彩になる．
例えば，3 次元力分布などリッチな情報を検出する触覚セン
サ技術を入力インタフェースに採用すれば，電子空間内の計測グローブ
図3

提示グローブ

触覚伝送グローブの使用例 11）

物体を優しくつまむ，強くひねるなどの操作が可能になる．
さらに，触覚センサの技術を用いることで，生活空間に（99） 841

講座

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 4 回

価が可能である．高齢者の行動識別や歩行支援，足部手術後の患者の生活管理などへの活用が期待できる．

４．心と身体を拡張する
ヒトにバーチャルな触覚を知覚させる触覚ディスプレイ
技術は，スマートフォンやゲーム機などのユーザインタ
フェースとして欠かせない存在となっている．例えばス
マートフォンでは，着信があった際に，画面を見ることなく，また周囲に着信音を鳴り響かせることなく応答できる．
このように，触覚ディスプレイは情報フィードバックとし
図4

クッション型インタフェース 14）ての応用が進んでいる．情報のフィードバックは，コン
ピュータ端末のみならず，人の活動を支援する目的で用いあるクッションやソファなど柔軟物を入力インタフェース

られている．また触覚刺激はヒトの情動に働きかける性質に変化させる 14）ことが可能である．図 4 はクッション型イが指摘されており，これを活用することで新しいユーザイ

ンタフェースの例である．赤外 LED を用いた近接触覚セン

ンタフェースの可能性が期待されている．本稿では，触覚サ技術を応用し，計測部をクッションの中心部に搭載するディスプレイの応用事例として「感覚代行・障碍者支援」，

ことで，クッションの柔軟性を保ったまま入力インタ「身体の拡張」および「情動性の拡張」の三つを紹介する．

フェースとすることを実現している．
3.2

生活の記録

4.1

感覚代行・障碍者支援

感覚代行は，視覚や聴覚に関わる刺激を，触覚を通して

触覚センサをウェアラブルデバイスとして，日常的な生人に知覚させる技術である．カメラやマイクなどの視覚や活に関わる情報を取得するライフログとしての用途があ

聴覚情報の計測装置と，情報フィードバックとしての触覚

る．触覚に関わる情報は，視覚情報や聴覚情報に比べ個人

ディスプレイを組み合わせることで実現できる．触覚刺激のプライバシーを保つことができ，また情報処理も容易とを用いることで，障碍のない他の感覚による外界認識を阻いう利点がある．

害することなく，必要な情報を障碍者に対してのみ直感的

一例として，爪に圧電素子を装着し，人が物体に触れたに伝えることが可能となる．

際に生じる振動を記録するインタフェース 15）がある．記録

例えば，視覚代行システムのオーデコ 18）19）（EyePlusPlus

された振動から，扉の開閉や歯磨きなどの行動を識別でき

社）は，視覚情報を電気刺激による圧の分布情報として使用

る．鍵の締め忘れの防止や，行動履歴の管理による高齢者者に知覚させる．頭部に搭載したカメラにより前方の様子の生活支援などへの活用が期待できる．

を 2 次元画像として捉え，その画像を 2 値化することでヘッ

手指のみならず足裏の触覚情報の記録にも価値がある．

ドバンドに搭載した電極マトリクスによる電気刺激信号に

例えば，足裏の圧力分布を計測し姿勢制御を評価するス

変換し，電極が接する額に提示する（図 6）．使用者は顔をマートインソール（図 5）16）17）がある．足裏 7 箇所の圧力を動かした際に，目の前に広がる光景を額の電気刺激パター

計測可能なインソールにより，転倒リスクや歩行軌跡の評

ンの変化として感じられるため，あたかも目が見えるような感覚を覚える．また，聴覚代行システムのオンテナ 20）（富士通）では，音の振幅をデバイスの振動の強度として感じることができる．これにより，聴覚の障碍の有無に関わらず音楽のリズムやスポーツ観戦時の歓声などを楽しむことができる．

直進方向の認識 横断歩道の認識 道の方向の認識

図 6 オーデコ 18）19）の電極部（左）と電気刺激により提示される刺激の
図5842 （100）

スマートインソール（左）と使用例（右）16）17）

イメージ（右）映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 5（2020）

触覚技術のユーザインタフェースへの応用

図 8 触覚コンタクトレンズ 26）

図 7 ぶるなびの使用例 21）

ら着想を得ている．
触覚ディスプレイを利用した AR は，手で触れた感覚の障碍者支援という観点からは，視覚障碍者の歩行誘導を拡張にとどまらない．Chewing JOCKEY27）と呼ばれるシ（図 7，NTT）がある．ぶ
支援する把持型の装置ぶるなび 21）

ステムでは，食品を咀嚼する音を記録し，フィルタをかけるなびは，ヒトはゆっくりな動きを知覚しにくいという知たうえで骨伝導ヘッドフォンにより使用者にフィードバッ

覚の非線形性を利用している．一方向に強くすばやく，反クすることで，食感を変化させる．例えば，ポテトチップ

対方向に弱くゆっくりと振動する装置を把持すると，強くス咀嚼時にハイパスフィルタの通過音をフィードバックす

すばやく動く向きに牽引力を錯覚する．この技術を発展さることで，より新鮮なパリパリ感を味わうことができる．

せることで，装置を把持した使用者を任意の方向に牽引で

4.3

情動性の拡張きる．ぶるなびを GPS や地図情報，各種センサと組み合わ

触覚刺激の特徴として，情動的な性質がある．人は柔らせることで，視覚障碍者が一人で移動する際に目的地まで

かく温かい人やモノに触れることで安心感が得られる．ま誘導できる．

た，身体への触刺激が人の行動や判断に影響を及ぼすこと

また，頭部への圧迫刺激によって引き起こされる頭部回も指摘されている．例えば，人は身体に温かい刺激を与え旋運動（ハンガー反射）を活用し，頭部の向きを任意に変化られると，初対面の人の印象をポジティブに評価し，利他させるインタフェース 22）23）が開発されている．頭部の向き的に行動する傾向がある 28）．こうした触感の情動的な特徴

は歩行の向きに関連するため，歩行誘導への応用が期待でに着目したインタフェースが考えられる．

きる．また，痙性斜頸の治療に応用した事例もある．
4.2

身体の拡張

触覚刺激を用いて情動を拡張するインタフェースとしては，音楽鑑賞と組み合わせた例がある．音楽鑑賞はそれ自触覚ディスプレイの技術は，人の感覚を増強する AR

体が情動的な体験であるが，これに適切な触覚刺激を付与（Augmented Reality ：拡張現実感）のインタフェースとしすることで，その体験が増強されると期待される．これまても活用できる．得られる感覚を増強する，実際には触れで，耳介に対して音響に応じた振動刺激を提示するインタ

られないモノを感じる，触れたモノの性質を異なるものにフェース 29）（図 9 ：左）や，耳介の前方部に音楽の印象に応感じる，などが可能となる．例えば，爪の上に振動子を装じた温冷刺激を提示するインタフェース 30）（図 9 ：右）が提着し，物体表面をなぞる際に爪上の振動子を駆動させるイ

案されている．

ンタフェース 24）がある．このとき振動は指腹部において知

また，精神的な疾患の患者の支援インタフェースとして覚され，物体表面がなめらかであっても凹凸があるように感じられる．同様のことは温冷覚でも可能である．指腹部
で物体に触れる瞬間に，指側面に対し温冷刺激を与えた場
合，その物体をより温かく/冷たく感じられる 25）．
電子的に駆動するディスプレイを用いない触覚の AR も（図 8）は，てこ
提案されている．触覚コンタクトレンズ 26）の原理を利用して凹凸面の知覚を増強させるシートである．薄いシート状の台座に数 mm の大きい差の突起が並んだ構造になっている．突起面に皮膚を当てて物体の表面をなぞると，直接触れてもわからない微細な突起を検出することができる．この触覚コンタクトレンズは，メリヤス編
みの軍手をはめると凹凸が見つけやすくなるという現象か

図 9 振動刺激 29）（左）と温冷刺激 30）（右）を活用した音楽の情動性拡張
インタフェースの使用イメージ（101） 843

講座

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 4 回の活用がある．Tjacket31）（TWARE 社）は，自閉症などの子供をサポートするジャケットである．自閉症などの子供が落ち着かないときやパニックを起こしたとき，抱きしめられると安心感が得られ症状が緩和することが知られている．Tjacket はこの抱きしめによる効果に着目しており，内蔵されたエアポケットが膨らむことで着用者に圧迫刺激を与え，着用者を落ち着かせることができる．

５．むすび
ヒトにとって触覚は，外界を認識し適切な行動を取るため，また外界との繋がりを確かなものとし，精神的な安定をもたらす重要な役割を果たす．こうした触覚の特徴は，
ヒトと電子空間を，さらに電子空間を介してヒトと現実空間を繋ぐインタフェースにおいて欠かせない要素である．
触覚センサやディスプレイ技術は，視覚や聴覚の技術に比べ発展途上であり，新しい技術が次々に開発されている．
こうした新技術を用いることで，触覚の特徴を活かした有益なインタフェースが実現されると期待する．
なお，触覚技術の応用分野を分析した研究成果が書籍 32）の一節にまとめられており，本稿で紹介した以外の応用分野について述べられている．触覚技術の応用に興味がある方はこちらも合わせて参照頂きたい．

〔文（2020 年 6 月 2 日受付）

献〕

1）田中由浩：

触覚センサ ，映情学誌，74，3，pp.526-531（2020）2）牧野泰俊：

触覚ディスプレイ ，映情学誌，74，4，pp.643-648（2020）
3）舘 鳫，佐藤 誠，廣瀬通孝： バーチャルリアリティ学 ，工業調査会（2010）4）S. Tachi: "Tele-existence（1）Design and Evaluation of a Visual
Display with Sensation of Presence, Proc. of the 5 th Symposium on
Theory and Practice of Robots and Manipulators（RomanSy 84）",
2451254, CISM-IToMM, Udine, Italy（1984）5）K. Sato, K. Minamizawa, N. Kawakami and S. Tachi: "Haptic
Telexistence", 34th Int. Conf. On Computer Graphics and Interactive
Techniques（ACM SIGGRAPH 2007）, Posters（2007）6）T. Kurogi, M. Nakayama, K. Sato, S. Kamuro, C.L. Fernando, M.
Furukawa, K. Minamizawa, S. Tachi: "Haptic transmission system torecognize differences in surface textures of objects for telexistence",
Proceedings of the IEEE Virtual Reality, pp.137-138（2013）
7）JST ACCEL 触原色に立脚した身体性メディア技術の基盤構築と応用
展開，https://www.jst.go.jp/kisoken/ accel/research̲project/ongoing/h26̲05.html
8）M. Nakatani, K. Sato, K. Sato, Y. Kawana, D. Takai, K. Minamizawa
and S. Tachi: "A novel multimodal tactile module that can provide
vibro-thermal feedback", AsiaHaptics2016, 82F-1（2016）9）梶本裕之，佐藤克成，外山敬三，吉原秀和： 感圧導電シートとチッ
プサーミスタを用いたグローブ型圧力・温度分布計測センサの開発 ，
電気学会研究会資料（2019）10）
田島優輝，加藤史洋，井上康之，舘 鳫： 力・振動・温度を触原色とする触感提示デバイスにおける触感再現手法 ，日本バーチャルリ
アリティ学論，24，1，pp.125-135（2019.3）
11）
V. Yem, H. Kajimoto, K. Sato, H. Yoshihara: "A System of Tactile
Transmission on the Fingertips with Electrical-Thermal andVibration Stimulation", Proceedings of HCII（2019）12）
舘 鳫： テレイグジスタンスの研究（第 96 報）− TELESAR Ⅵ：
67 自由度を有するテレイグジスタンス AVATAR システム− 日本

844 （102）

バーチャルリアリティ学会第 15 回テレイグジスタンス研究会（2020）13）
山口 創： 皮膚感覚から生まれる幸福 ，春愁社（2018）14）
Y. Sugiura, G. Kakehi, A. Withana, C. Lee, D. Sakamoto, M. Sugimoto,
M. Inami and T. Igarashi: "Detecting shape deformation of soft
objects using directional photoreflectivity measurement",
Proceedings of the 24 th Annual ACM Symposium on User Interface
Software and Technology, pp.509-516（2011）15）
Y. Makino, T. Murao, T. Maeno: "Life log system based on tac- tile
sound", Proceedings of EuroHaptics 2010, pp.292-297（2010）
16）
K. Nakajima, E. Anzai, Y. Iwakami, S. Ino, K. Yamashita and Y. Ohta:"Measuring gait pattern in elderly individuals by using a plantarpressure measurement device. Technology and Health Care", Official
Journal of the European Society for Engineering and Medicine, 22, 6,
pp.805-815（2014）17）
E. Anzai, J. Tripette, K. Nakajima and Y. Ohta: "Comparative study
between a novel 7-sensor plantar pressure measurement insole andthe F-scan device", 2020 IEEE 2nd Global Conference on Life
Sciences and Technologies（LifeTech），pp.339-342（2020）
18）
H. Kajimoto, Y. Kanno, S. Tachi: "Forehead Electro-tactile Display for
Vision Substitution", Proceedings of EuroHaptics 2006（2006）
19）
オーデコ，http://www.eyeplus2.com/
20）
ONTENNA，https://ontenna.jp/
21）
T. Amemiya and H. Gomi: "Distinct pseudo-attraction force sensation
by a thumb-sized vibrator that oscillates asymmetrically", in Proc. ofEurohaptics 2014（2014）22）
佐藤未知，松江里佳，橋本悠希，梶本裕之： ハンガー反射−前側頭部圧迫に誘発される頭部回旋運動− ，日本バーチャルリアリティ学
論，19，2，pp.295-301（2014）23）
相場彩子，旭 雄士，梶本裕之，佐藤未知，大山彦光，平 孝臣，林 明
人： 携帯筋電計の音フィードバックを用いた痙性斜頸に対するボツリヌス治療およびハンガー反射の応用 ，日本運動障害研究会機関誌，
24，1，pp.13-18（2014）24）
安藤英由樹，渡邊淳司，稲見昌彦，杉本麻樹，前田太郎：
Augmented Reality のための爪装着型触覚ディスプレイの研究 ，信学誌 D-II，情報・システム，II-パターン処理 J87-D-II，11，pp.20252033（2004）
25）
K. Sato: "Augmentation of Thermal Sensation on Finger Pad using
Stimuli for Finger Side", Proceedings of EuroHaptics2016, pp.371-379（2016）
26）
R. Kikuuwe, A. Sano, H. Mochiyama, N. Takesue and H. Fujimoto:"Enhancing haptic detection of surface undulation", ACM Trans. On
Applied Perception, 2-1 46/67（2005）27）
小泉直也，田中秀和，上間裕二，稲見昌彦： Chewing JOCKEY ：咀嚼音提示を利用した食感拡張装置の検討 ，日本バーチャルリアリ
ティ学論，18，2，pp.141-150（2013）
28）
L.E. Williams and J.A. Bargh: "Experiencing Physical Warmth
Promotes Interpersonal Warmth", Science, 322, 5901, pp.606-607（2008）
29）
福嶋政期，粟生馨奈子，中田明日香，梶本裕之： 心動：音響に同期した耳介への触刺激による情動の増幅 ，日本バーチャルリアリティ
学論，19，4，pp.467-476（2014）
30）
S. Akiyama, K. Sato, Y. Makino, T. Maeno: "ThermOn, a Thermomusical Interface for an Enhanced Emotional Experience",
Proceedings of ISWC2013（Sep. 2013）31）
Tjacket，https://www.mytjacket.com/
32）
下条 誠，前野隆司，篠田裕之，佐野明人： 触覚認識メカニズムと応用技術 −触覚センサ・触覚ディスプレイ−【増補版】 ，S&T 出版（2014）
さ と う

かつなり

佐藤

克成

2006 年，東北大学工学部卒業．2011
年，東京大学大学院情報理工学系研究科修了．同年より，学術振興会特別研究員（PD）．2013 年，奈良女子大学講師となり，現在に至る．温冷感を中心とした触感情報の記録と再現技術，およびヒトの感性に着目した衣服の評価に関する教育研究に従事．博士（情報理工学）．

映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 5（2020）

講座 触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 5 回

映像コンテンツと連動した触覚情報提示

正会員

高 橋 正 樹†１．まえがき
4K8K 放送に代表される映像の高品質化により，映像メ
ディアの臨場感は飛躍的な向上を見せている．また近年のAR ・ VR 技術の進展により，ユーザがあたかもその場にいるような没入感を得られるサービスが人気を集めている．
今後は，従来の 2 次元映像コンテンツだけでなく，3D テレ
ビや AR ・ VR などの多彩なコンテンツを家庭でもさまざまなデバイスで視聴するようになると予想される．多様な視聴スタイルに対応可能な未来のメディア技術を NHK 放送
技術研究所では「ダイバースビジョン」と呼び，実現に向け

図 1 ダイバースビジョンによる触覚情報提示のイメージ

た研究開発を進めている 1）2）．ダイバースビジョンは，
SHV などの 2D テレビだけでなく，3D テレビや AR ・ VR

める効果があると考えられる．NTT コミュニケーション科などの技術により映像メディアを革新し， 表現空間を拡学基礎研究所では，振動デバイスを装着したソファやクッ

張 したサービスを提供する未来のメディア技術である．

ションとともに映像コンテンツを視聴する「触感 TV」を提ダイバースビジョンが伝える情報として，従来の視覚・案している 7）．また，慶応義塾大学では，バスケットボー

聴覚情報以外にも，触覚や嗅覚などの五感情報が検討されルの試合会場床面の触感情報を遠隔地に伝送するシステムている．中でも触覚は，没入感や臨場感を向上する次世代を構築し，その効果を実試合で検証している 8）．このようメディアの情報として大きな注目を集めている 3）〜 5）．例えに，映像と連動した触覚刺激を提供することで，臨場感やば，ソニー株式会社では，触覚と視覚聴覚との相互作用

没入感を向上させる試みが各所でなされている．

（クロスモーダル効果）によって情報を強化し，映像音響だ

臨場感・没入感の向上に加え，適切な刺激を適切なタイ

けよりもイマーシブな体感を付与するサービスを展開してミングで提示することにより，触覚情報でコンテンツの内いる 6）．放送やインターネットで触覚情報を配信し，さらに容を伝えることも可能である．特に，視覚に障害がある人

それを蓄積して自由に再現できるようになれば，新たな情報や映像情報の取得に不便を感じている人にとって，触覚刺を伝えるメディアとして大きな価値を持つと予想される．

激による情報保障は有益である．視覚障がい者や聴覚障が図 1 は，ダイバースビジョンによる触覚情報提示のイい者を含むあらゆるユーザが楽しめるユニバーサルな映像

メージである 2）．特殊なグローブをはめたユーザが，3D テ

視聴サービスの実現を目指す上でも，触覚提示技術の果た

レビで視聴している動物の毛並みの感触を楽しむ様子を示す役割は大きい 9）10）．

している．このように，映像に加えて被写体の材質，温度，

体性感覚の一つである触覚は，体への刺激を即座に脳へ硬軟に至るまでの触覚情報を提供することで，映像を現実伝えるため，情報伝達のスピードが必要となるジャンルののように体感することが可能になると予想される．

映像視聴のサポートに適している．そこで NHK 放送技術

触覚情報提示は，将来の 3D テレビや AR ・ VR のみなら研究所では，刺激の変化や動きを瞬時に伝えられる触覚のず，従来の 2 次元映像に対しても，ユーザの視聴体験を高特徴を生かし，映像コンテンツの中でも言語化した場合に† NHK 放送技術研究所"Introduction to Haptic Technology: Exploring a methodology for humaninterface through the sense of touch (5); Haptic Information Presentation
Linked with Video Content" by Masaki Takahashi (Science &Technology Research Laboratories, NHK, Tokyo)

発話が間に合わない，スポーツ映像の状況変化を触覚で伝映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 6, pp. 958 〜 963（2020）

えるための研究開発を進めてきた 11）．一般に，映像情報と連動して触覚デバイスを振動させることで情報を補ったり，リアリティを向上させたりする試みが，家庭用ゲーム（63） 958

講座

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 5 回機などで長年採用されている 12）13）．

刺激を付与しておくことで，映像再生時に触覚デバイスをわれわれは，この 2 次元映像コンテンツと連動した触覚

最適なタイミングで制御することが可能になる．生放送番

情報提示を「体感メディア」と位置付け，その制作システム

組においても，触覚エディタを経由することにより，センの開発を進めている．体感メディアは，視覚・聴覚障がいサから得られた触覚情報をデバイス制御可能な信号へと変者への情報保障のみならず，あらゆるユーザに体感や臨場換できる．

感を提供するユニバーサルなメディアとなり得る．また将最後に，図 2 右に示すさまざまな触覚デバイスを通し，来，3 次元映像と触覚を組み合わせたダイバースビジョン

視聴者へ触覚刺激を提示する．ボールの衝突タイミングやサービスへと発展できる可能性がある．本稿では，状況が移動方向を表現可能なボール型 17）18），選手やボールの立体

刻々と変化するスポーツ映像の試合状況を触覚情報で伝え的な位置関係を表現可能なキューブ型 19）20），手先の自由度

る体感メディア制作システムの紹介を通し，触覚提示技術が保てるリストバンド型 21）など，競技種目やコンテンツのを用いた新たなメディアのあり方を考察する．

ジャンル，ユーザの好みに応じた触覚デバイスを使用する
ことで，視聴者へ最適な触覚情報を提供する．これら専用

２．体感メディア制作システム
2.1の触覚デバイス以外にも，携帯電話やゲームコントローラ

概要の振動など，既存の汎用機器を用いた触覚情報提示も考え

放送は主に視覚・聴覚情報を伝えるメディアであるが，られる．

これらに触覚情報を加えることで，より詳細な情報を高い

この映像コンテンツと連動した触覚情報提示は，視覚・臨場感で伝える体感型の放送サービスを提供できると考え

聴覚障がい者を含むあらゆる視聴者が利用できるユニバー

られる．さらに，触覚刺激を提供することで，視覚・聴覚サルメディアとして期待されている．次節より，この体感障がい者の方々も映像コンテンツの内容を把握しやすくな

メディア制作システムの構成要素である 触覚情報の取得 ，る可能性がある．例えば，スポーツ映像でのボールの往来

触覚刺激の生成・制御 ， 触覚刺激の提示 についてそれやバウンドの瞬間に触覚インタフェースを適切に制御する

ぞれ解説する．

ことで，試合状況の直感的な理解をサポートできる．この2.2

映像コンテンツと連動した触覚提示を実現する「体感メ始めに，さまざまな触覚センサを利用し，提示すべき触ディア制作システム」の処理の流れを図 2 に示す．

触覚情報の取得

覚刺激の種類，タイミングなどに関する情報を取得する．

まず，RGB カメラやサーモカメラなどの画像センサや，

本節では，一例として映像解析による卓球のショットタイ

圧力センサ，音声マイクなど，図 2 左に示すさまざまな方

ミングの検出手法を紹介する．映像中のショット動作を検法で触覚情報を取得する．スポーツ中継のような生放送番

出し，ボールを打った選手を認識することで，卓球競技の組の場合は，触覚刺激の種類やタイミングに関する情報をラリーの様子を触覚刺激で表現することが可能になる．

自動計測することで，触覚情報をリアルタイムに取得でき（1）人物の姿勢計測

る．ボールやラケットにセンサデバイスを装着して触覚情

まず，競技映像に対してフレームごとに骨格検出アルゴ

報を計測することも可能であるが，センサデバイスの利用

リズムを適用し，画像内の選手の関節位置を取得する．深

が難しい公式試合などでは，カメラ映像等の非接触センサ

層学習アルゴリズムを用いることで，奥行き（デプス）情報を利用し，映像解析で触覚情報を取得する 14）15）．

等を含まない通常のカメラ画像から，人物の骨格位置を計

続いて，得られた触覚情報を図 2 中央に示す触覚エディタ

測することが可能である 22）〜 24）．図 3 に卓球画像から検出で編集する．触覚エディタは，映像コンテンツに同期する形で触覚情報を付与・編集可能なソフトウェアである 16）．
生放送以外の番組では，予め映像のタイムライン上で触覚

触覚情報の取得

触覚刺激の生成・制御

触覚刺激の提示

図 2 体感メディア制作システムの処理の流れ

959 （64）

図 3 卓球画像からの骨格検出例
映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 6（2020）

映像コンテンツと連動した触覚情報提示した骨格の例を示す．

像を入力として，約 20 frames/second の処理速度でショッ（2）選手識別ト動作を認識できている．撮影カメラのフレームレートに

各人物領域が包含する特徴点のオプティカルフローは時間は及ばないものの，触覚情報の取得には支障のない処理速情報を含むため，一般に動作認識に有効に作用する 25）．しか度である．ショット動作の検出においては，7 〜 8 割程度

し，骨格検出は静止画単位で処理されるため，隣接フレームの認識精度が得られた．スマッシュのような典型的な間での骨格の対応付けは行われず，関節のオプティカルフ

ショット動作は高い精度で検出できるものの，カットのよ

ローが得られない．そこで，関節点周辺の画像情報に基づい

うな小さなショット動作に対しては見逃すケースが散見さて各選手を識別し，選手ごとの骨格情報を取得した．

れた．軌跡特徴量の改善など，今後さらなる認識精度の向

具体的には，各関節点の位置，外接矩形のサイズ，矩形上を検討する．

内のテクスチャ情報を抽出し，これらの特徴量を基に追跡

2.3

触覚刺激の生成・制御対象である選手を識別した．卓球競技の場合，撮影画角の前節で述べた映像解析により，触覚刺激の種類やタイミ中で選手位置が制限されるため，位置に関する情報が識別

ングを自動計測する．しかし，自動計測した触覚情報にはに有効に作用した．この識別処理により，隣接フレームで誤検出も含まれるため，生放送以外の番組に対しては，触の骨格の対応付けが可能となり，選手ごとの関節のオプ

覚エディタを用いて触覚情報を修正する．

ティカルフローを作成できる．

触覚エディタは Windows PC で動作するソフトウェアで（3）軌跡特徴に基づく動作認識ある．図 5 に示すように，映像編集ソフトウェアのような

時間軸の特徴量を含む 動作 の認識には，位置情報の履外観をしており，映像のタイムライン上に各種触覚刺激を歴である軌跡データの利用が効果的である 26）27）．そこで，配置することができる．登録された触覚デバイスごとに編

前述の骨格位置の推移から各関節点の軌跡を作成し，選手集画面が用意されており，デバイスの各アクチュエータの動作情報を含む画像を作成した．この際，過去のフレー（振動子やモータなど）の動作タイミングや制御内容を指定

ムにおけるオプティカルフローほど輝度を下げて軌跡を描する．

画することで，1 枚の静止画像に時間軸の情報を表現した．

例えば，次節で述べるキューブ型触覚デバイスには立方図 4 に卓球選手の関節軌跡の例を示す．手前側（画像下）選体の各面に音声信号を入力とする振動子が装着されてお手の関節軌跡を白線，奥側（画像上）選手の軌跡を赤線で示

り，それぞれ独立に振動する．図では各面を振動させるタしている．

イミングや，割り当てた触覚刺激（音声信号）が表示されてこのように，選手ごとの動きを軌跡画像として表現し，いる．PC 上のどの音声ファイルを何番の音声信号として深層学習アルゴリズムで学習することで，ショット動作を割り当てるかは任意に指定でき，割り当てた音は編集中に自動検出する識別器を作成した．学習用映像からショット

再生して確認できる．一般的な映像編集ソフトウェアに近動作時の軌跡画像（正例）と，ショット動作時以外の画像

い，シンプルで理解しやすいインタフェースを備えており，（負例）を抽出し，教師あり学習を行った．新たに入力され番組制作に関わるユーザが負担なく編集できる．

た映像に対しても，同様の手順で軌跡画像を作成すること
で，ショット動作を検出することが可能である．
われわれが開発したシステムにおいては，4K 2160p の映編集したタイムライン上の触覚情報にしたがって触覚デバイスを制御することにより，触覚デバイスを持つユーザへ映像と同期した触覚刺激を提供できる．Wi-Fi や

触覚刺激（音声信号）
のリスト

振動子の
リスト
映像の
タイムライン

図 4 卓球映像から抽出した選手の関節軌跡

図 5 触覚エディタのユーザインタフェース（65） 960

講座

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 5 回Bluetooth に対応しており，触覚デバイスを無線制御する

振動

凹刺激

ことが可能である．
2.4

振動+左凹刺激

触覚刺激の提示前述の触覚エディタを利用し，さまざまな触覚インタ
フェースを制御する．本稿では，当所で開発したボール型
触覚デバイス，キューブ型触覚デバイスを紹介する．

振動子：1個
サーボ：2個（左右）（1）ボール型触覚デバイス
ボール型触覚デバイスは，主にスポーツ映像の球技を対象とし，ボールや選手が受ける衝撃や移動方向を伝える触覚インタフェースである 17）18）．例えば，バレーボール映像のサーブやトス，スパイクのタイミングで触覚デバイスを左凹

知覚する衝撃の方向

右凹

図 7 ボール型触覚デバイスの内部構造と動作動作させることで，試合状況をより直感的に伝えることが可能となる．図 6 にボール型触覚デバイスの外観を示す．
このボール型触覚デバイスは，直径 70 mm の球体のスポンジ製であり，振動子と二つのサーボモータを内蔵している．コンピュータからの音声信号を受信し，それに応じて衝撃を振動で提示する．また，左右のサーボモータの回転角度を制御し，ボールの側面が物理的に凸に膨らんだり凹にへこんだりすることで，衝撃の方向を表現できる．図 7にボール型触覚デバイスの内部構造と動作概要を示す．衝撃の大きさを表す振動と同時に，ボールの側面を凹ませることで，ボールを把持しているユーザに対し，ボールが衝撃を受けた後に飛んでいく方向を提示する．
視覚障がい者による評価実験を行ったところ，このデバ

図 8 ボール型触覚デバイスの展示の様子

イスを使用することで，試合の進行を視覚情報なしに一定程度理解可能であるとの結果が得られた．特に，アタック
動作のタイミングを振動と音の大きさから把握することする際に抱く，試合進行への期待や緊張感などを，触覚デで，その後，ボールが相手コートに入って得点となったか，

バイスにより視覚障がい者と共有できる可能性が見いださ

あるいは打ち返されたか，などの状況を予想可能になった

れた．このように触覚提示デバイスは，視覚障がい者や聴ことが，ユーザの理解を助けたと考えられる．また，左右覚障がい者を含め，より多くの方々に映像コンテンツを楽の手に一つずつボール型触覚デバイスを持ち，左手と右手しんでいただけるユニバーサルなデバイスになり得る．

にそれぞれのチームのサーブやレシーブの衝撃を提示する

また，このボール型触覚デバイスは，展示会などで多くことで，ボールの往来をより直感的に把握できることがわの方々にご体験いただいた．図 8 に，ボール型触覚デバイ

かった．これらの結果から，健常者がスポーツ映像を視聴

スの展示の様子を示す．バレーボールの映像を視聴しながら，ボール型触覚デバイスから触覚刺激を受けることで，選手やボールが受ける衝撃やボールの移動方向を直感的に理解でき，映像視聴時の臨場感も向上した，とのコメントをいただいた．
（2）キューブ型触覚デバイス
キューブ型触覚デバイスは，図 9 に示すように立方体の形状をした触覚インタフェースである 19）20）．各面の内側に振動子が搭載されており，図 10 のように把持することで，それぞれの面の振動を感じることができる．映像の 3 次元的な位置情報や被写体の動きを，手元で感じることができるデバイスであり，スポーツのみならず幅広いジャンルの映像に適用可能である．
開発したデバイスは両手のひらに収まるサイズのキューブ

図 6 ボール型触覚デバイスの外観

961 （66）形状（1辺74 mm）とし，無線で制御可能とした．制御用のマ
映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 6（2020）

映像コンテンツと連動した触覚情報提示

図 9 キューブ型触覚デバイスの外観
図 12 キューブ型触覚デバイスの展示の様子

本デバイスの有効性を確認するため，被験者実験を通して評価した．まず，視覚情報がない状態で，映像コンテン
ツ中の被写体の移動方向が把握できるか否かを確認した．
その結果，それぞれの振動面が独立して振動することにより，高い確度で被写体の移動方向を理解できるという結果が得られた．主観評価結果からは，視覚情報がない状態での触覚刺激は，ユーザの想像力をかきたてる効果があるこ

図 10 キューブ型触覚デバイス把持の様子とも示唆された．また，実験における体験者の好意的な反応から，この手法が映像コンテンツへの没入感向上に寄与する可能性があることも示唆された．
外箱

板状部分（面）

さらに，本デバイスを卓球の競技映像へ応用し，NHK サ

振動子

イエンススタジアムなどで展示を行った（図 12）．映像中，画面手前のプレーヤが球を打ったときにはキューブ型デバ

シリコン棒

イスの前面，奥のプレーヤのときには後ろの面，テーブル

ゲルブッシュ
（a）

内箱（b）

で球がバウンドしたときには底面を，それぞれ適切な振動（c）

図 11 キューブ型触覚デバイスの内部構造パターンで振動するよう制御した．体験者からは，「触覚でボールの往来を理解できた」，「視覚に障がいのある方でもこれならわかるのではないか」といったコメントをいただいた．キューブ型触覚デバイスも，視覚障がい者や聴覚イクロコンピュータモジュール（M5 stack28））がはめ込まれ障がい者を含め，多くの方々に映像コンテンツを楽しんでた面から見て，上下左右の面の内側にそれぞれ振動子が固いただけるユニバーサルな触覚インタフェースと言える．

定されている．振動子を制御するための信号は PC から無線通信でマイクロコンピュータモジュールに送信される．

３．むすび

キューブ型触覚デバイスの内部構造を図 11 に示す．この

本稿では，当所で開発を進めている触覚提示技術の紹介

デバイスは各面が独立して振動できる機構を有している点

を通して，映像コンテンツと連動した触覚情報を伝える将が特長であり，どの面が振動しているかをユーザが瞬時に来のメディアについて考察した．具体的には，体感メディ識別できる．筐体は樹脂製で，内箱と外枠が一体になった

ア制作システムの要素技術である，触覚情報の取得，触覚部品（図 11（c））と，板状の各部品から構成されている．

刺激の生成・制御，触覚刺激の提示に関する実例を紹介し，キューブの面となる板状の各部品は，内箱からゲルブッ

映像と同期した触覚提示の可能性を示した．本稿では主にシュを介してシリコンゴムで支持されている．このように，

スポーツ映像に関する事例を紹介したが，触覚提示技術は面同士を直接接触させず，かつ面と内箱の接続に弾性体をスポーツ以外のコンテンツにも広く応用できる．例えば，使用し各面の動きを内箱に伝わりにくくすることで，振動撮影現場の温度や風などの情報を提示することで，さまざさせたい面以外の面への振動伝播を抑制した．

まな映像コンテンツの臨場感を向上できると考えられる．
（67） 962

講座

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 第 5 回

さらに，振動や圧力など複数の触覚刺激を適切に組み合わせることで，映像内の主要人物が知覚した手触りや衝撃を体感することも可能になると考えられる．視覚や聴覚に障がいがある方々が，映像コンテンツの内容を理解する上でも触覚情報は有効である．触覚センサや触覚デバイスには多くの可能性があることから，今後もさまざまな触覚技術が生まれることが予想される．触覚により臨場感や体感を向上させ，豊かな情報をユニバーサルに伝える技術の研究をさらに進めることにより，あらゆる人がメディアをより楽しめる環境を実現したい．

〔文（2020 年 7 月 31 日受付）

献〕

1） NHK 技研 3 か年計画（2018-2020 年度）〜 Creation for 2020 andbeyond 〜 ，https://www.nhk.or.jp/strl/vision/4̲1.html
2） 技研公開 2019 E1 展示「2030 〜 2040 年ごろのメディア技術ダイバー
スビジョン」，https://www.nhk.or.jp/strl/open2019/tenji/e1.html
3）半田： 触覚はメディアをどう変えるか ，NHK 技研 R&D，176，
pp.61-67（Aug. 2019）4）Y. Mizushina, C.L. Fernando, K. Minamizawa and S. Tachi: "Haptic
broadcasting", In Proc. of EuroHaptics 2014, pp.466-468（2014）5）S. Tachi, K. Minamizawa, M. Furukawa, C.L. Fernando: "Haptic
Media", in Proc. of International Conference on Artificial Reality andTelexistence, pp.145-150（2013）6）大岸，山本： 5G による感覚の伝送と UX への期待 ，ITU ジャーナ
ル，50, 7, pp.3-9（2020）
7） 触感 TV（Tactile TV） ，https://www.ntticc.or.jp/ja/archive/
works/tactile-tv-2019/8）早川，神山，松園，徐，田中，本山，鈴木，南澤： 触覚伝送を伴うバスケットボールのライブフィーリングの実践 ，日本バーチャルリ
アリティ学会大会論文集，34E-06（2018）9）渡辺，岡野，浅野： ユニバーサルガイドライン ，NTT 技術ジャー
ナル（2005）
10）
T. Sakai, T. Handa, M. Sakajiri, T. Shimizu, N. Hiruma and J. Onishi:"Development of Tactile-Proprioceptive Display and EffectEvaluation of Local Area Vibration Presentation Method", JACIII,
Vol.21-1, pp.87-99（2017）11）
近藤： 触覚への情報提示技術 ，NHK 技研 R&D, 175，解説 02,
pp.12-19（May 2019）12）
F. Danieau, P. Guillotel, O. Dumas, T. Lopez, B. Leroy, N. Mollet:"HFX studio: haptic editor for full-body immersive experiences", inProc. of ACM Symposium on Virtual Reality Software andTechnology（VRST），pp.1-9（2018）13）
M. Orozco, J. Silva, A.E. Saddik, E. Petriu: "The Role of Haptics inGames", Hptics Rendering and Applications, pp217-234, 2012.DOI:
10.5772/32809

963 （68）

14）
高橋，東，半田，佐野，清水： 人物の姿勢解析に基づくスポーツ映
像からの触覚提示情報抽出 ，映情学冬季大，15B-3（2019）15）
M. Kristan, et al.: "The seventh visual object tracking VOT2019
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Computer Vision Workshops（ICCV2019 Workshop）（2019）16）
東，半田，高橋，清水： 編集機能付き触覚情報提示システムの開発 ，
日本バーチャルリアリティ学会大会論文集，21A-4（2019）17）
半田，東，清水，近藤： スポーツ中継を能動的に楽しむためのボール型ハプティックインタフェースの開発 ，第 23 回日本バーチャルリ
アリティ学会大会論文集，21A-5（2018）18）
T. Handa, et al.: "Ball-type Haptic Interface System to Present
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東，高橋，清水，佐野，半田： キューブ型触覚デバイスを用いた
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東，半田，清水，近藤： 触覚による情報伝達のための振動キューブの開発 ，日本バーチャルリアリティ学会大会論文集，2D2-02（2017）21）
M. Azuma, T. Handa, T. Shimizu and S. Kondo: "Hapto-band:
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22）
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Affinity Fields", https://arxiv. org/abs/1611.08050
23）
A. Newell, Z. Huang, J. Deng: "Associative Embedding: End-to-End
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Neural Information Processing Systems 30（NIPS）（2017）24）"VisionPose", https://www.next-system.com/visionpose
25）
M. Raptis, I. Kokkinos and S. Soatto: "Discovering Discriminative
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26）
P. Matikainen, et al.: "Trajectons: Action recognition through the
motion analysis of tracked features", Workshop on Video-Oriented
Object and Event Classification（ICCV）（2009）
27）
H. Wang, A. Kläser, C. Schmid and C.L. Liu: "Action Recognition byDense Trajectories", in Proc. of the IEEE Conference on Computer
Vision and Pattern Recognition（CVPR），pp.3169-3176（2011）28）"M5Stack. Modular Rapid ESP32 IoT Development Board - ESP32
dev kits & m5stack-store", 2020. https://m5stack.com/

たかはし

ま さ き

高橋

正樹

1999 年，慶應義塾大学大学院管理工学研究科修了．同年，NHK 入局．山形放送局を経て，2002 年より，放送技術研究所にて，画像認識や触覚提示技術の研究に従事．2013 年，総合研究大学院大学複合科学研究科博士課程修了．博士（情報学）．正会員．

映像情報メディア学会誌 Vol. 74, No. 6（2020）

講座 触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 最終回

触覚技術の展望正会員

半 田 拓 也†，篠 田 裕 之††１．まえがき２．触覚技術の活用事例とその可能性

本講座の第 1 回が学会誌に掲載された 2020 年 3 月以降，触覚技術の活用事例を考える上で，本講座で各専門家が新型コロナウィルスの脅威で世界の状況は一変した．国内

解説した要素技術の応用例や，期待を込めて述べられた将外での行動が著しく制限されるなか，視覚情報と聴覚情報

来の展望は非常に示唆に富んでおり，ぜひとも参考にしたの伝達技術は，三密を避けなければならない社会におけるい．以下では，一部を引用して議論の拠り所とするが，関最低限のコミュニケーションを確保したと言えよう．はか連して紹介された個々の技術の詳細についてはぜひ学会誌

らずもコロナ禍の状況は，筆者らにとっても，触覚技術のを再度参照頂きたい．

必要性を改めて認識する機会となった．視覚情報や聴覚情

触覚は，まさに人の全身の入出力を担っているインタ

報と同じように触覚情報を記録したり，伝送して再現したフェースであり，日々の活動に不可欠な感覚である．つまりする未来はくるだろうか．本講座の第 1 回 1）では，「触覚り，「触覚」の活用事例は限りなく存在する．本稿の目的は，技術が現在の視覚技術や聴覚技術と同等以上のクオリティ

触覚技術の展望を考察することであるが，極論すれば，限であったらどうか？ どのレベルに達すれば実用的と言える

りない触覚の活用事例の分だけ触覚技術のニーズや展望がか？」という問いを出発点とし，基本的な触覚の認識メカあるとも言える．強いて技術的な究極例を一つ挙げるとす

ニズムについて解説した．第 2 回「触覚センサ 2）」では，皮れば，人の全身の触覚を完全に実装したロボットを想像す膚感覚を中心に触覚の情報取得に関する計測技術とその応ることができるだろう．ロボットの目的に応じてどこまで用が論じられた．第 3 回「触覚ディスプレイ 3）」では，振動必要かという議論はあるが，人が進化の過程で獲得した触や圧力の提示技術を中心に，人工的に触覚を提示する触覚覚は，人とともに，あるいは人の代わりに活動をするロ

ディスプレイの研究開発動向が解説された．そして，第 4ボットにとって，ある意味で理想的なセンサとアクチュ

回「触覚技術のユーザインタフェースへの応用 4）」では，触エータの集合体だと考えられる．本講座の 2 回で田中が解覚センサと触覚ディスプレイの応用として，触覚の伝送技説した「完全触覚センサの十分条件 6）」は，まさに人の触覚術をはじめ，本講座の副題である「触覚インタフェースのの時空間特性や皮膚の力学的な観点からまとめたものであ可能性」を考える上で重要な事例が多数解説されており，る．しかし，触覚技術の活用事例は，必ずしも人と同等の

第 4 回までで触覚技術入門としての本講座の役割は果たさ

触覚を有するロボットの実現だけにはとどまらない．それれたと考えている．

以外にも，人の社会的な活動に伴うさまざまなケースに応最終回となる本稿では，第 5 回「映像コンテンツと連動しじて触覚技術は進展し，最適化されていくことが予想された触覚情報提示 5）」で「映像メディア×触覚技術」の例としる．このあたりの用途に応じた触覚技術の製品化や研究開て紹介された体感メディアの構想に続く未来の活用事例を

発の事例は，特に第 3 回と第 4 回の講座で幅広く解説され考察する．また，前回までに解説された触覚技術の基本的ている．

な特徴や，研究開発事例，標準化などの動向をふまえ，あ

ここでは，前回までに言及されたテーマのうち，特に映らためて触覚技術が持つ意味と今後の可能性を展望する．

像情報メディアに関係する触覚技術の活用事例として，情動への働きかけ，ユーザインタフェース，そして，リアリ† NHK 放送技術研究所††東京大学"Introduction to Haptic Technology: Exploring a methodology for humaninterface through the sense of touch (Final study); Technology Outlookof Haptics" by Takuya Handa (Science & Technology ResearchLaboratories, NHK, Tokyo) and Hiroyuki Shinoda (The University ofTokyo, Tokyo)

50 （50）ティの向上について，活用事例と今後の可能性を考えることとしたい．
2.1

情動への働きかけ触 覚 に 関 す る 最 大 の 国 際 会 議 IEEE World Haptics
Conference 2019（WHC 2019）では，「情動に直接働きかける
映像情報メディア学会誌 Vol. 75, No. 1, pp. 50 〜 55（2021）

触覚技術の展望触覚」に関するワークショップが開催され，研究者の間でケーションが著しく減少した子供たちのサポートや，話題となった．本講座の第 3 回でも，WHC 2019 における論

ニューノーマルにおけるコミュニケーションのあり方の検文採択数で他を圧倒した Facebook 社が関わる触覚研究の動討にとっても重要なアプローチだと考えられる．

向として，人の情動（喜びや悲しみなど）の伝達という活用

2.2

ユーザインタフェース

事例を想定した複数の大変興味深い事例が報告されている．

サイエンスフィクション（SF）の世界では，静的なプロ

また，コロナ禍において，これまでは普通にできた握手やファイルはもちろん，リアルタイムの身体動作や周辺の状ハグなどができない状況が続いていることにも言及し，そ況，さらには心理的な状態にいたるまで，ユーザのさまざのような「できなくなってしまった触覚的なインタラク

まなコンテクストを解して自律的にサービスを提供するシション」のバーチャルな実現が，今後触覚研究に求められステムがしばしば登場する．そして，急速な AI 技術の進ることの一つになるかもしれないと述べられている 3）．さ展もあり，これまで SF として描かれていたユーザインタ

らに，第 4 回「触覚技術のユーザインタフェースへの応用」

フェース（UI）の一部は実用化されはじめている．身近なでは，人は，柔らかく温かい人やモノに触れることで安心

例では，すでに一部のスマートフォンは，画面を注視した感が得られることや，身体への触刺激が人の行動や判断に際の顔の特徴をユーザ認証に使用しており，音声による操影響を及ぼすことを示唆する事例が紹介され，触覚技術が作も実用的なレベルに達してきたと感じられる．

「情動性の拡張」に貢献する可能性が論じられている 4）．個

視覚と聴覚に関する技術には一日の長があり，画像処理

別の研究事例からは，触覚と情動との関係が，触覚技術の技術や音声処理技術の応用が先行しているように思われる

今後を考える上で外せない重要なテーマであることが伺え

が，第 4 回で論じられた数々の触覚技術の応用例は，触覚る．むしろ，以降の内容はいずれも「情動への働きかけ」がインタフェースのさまざまな可能性を示唆するものであっ本質的な意味を持っているといっても過言ではない．

た．佐藤は，「ヒトにとって触覚は，外界を認識し適切なWHC 2019 では，喜びや悲しみなどの情動を伝える部位

行動を取るため，また外界との繋がりを確かなものとし，として，手首や前腕に刺激を提示する研究例が報告されて精神的な安定をもたらす重要な役割を果たす」とした上で，いる 3）．また，人を安心させたくて肩に手を置いたり，子このような触覚の特徴は，UI にとって欠かせない要素であ供の背中を優しくさすったりする例からもわかるように，ると述べている 4）．

「情動×触覚」のアプローチでは，身体のどの部位にどう刺

現状の情報機器の操作や文字入力は触覚インタフェース

激を提示するかということが重要になる．今後，さまざまが主流であり，「いかに心地よく扱えるか」がシェアを大きなウェアラブルデバイスの普及が予想されるが，任意の身く左右する要因の一つにもなっている．操作インタフェー

体部位に刺激を提示する方法として，例えば，2 次元通信スにおける「心地よさ」の追求は，先に述べた「情動への働

ウェア 7）（図 1 左）は，複数のセンサや触覚振動子を，ウェ

きかけ」に関わる部分でもある．また，ディジタル化によ

アの任意の場所に用途に応じて配置することができる．こる圧倒的な利便性は誰もが認めるにも関わらず，書籍やホれは，触覚技術の課題の一つであるデバイスの配線の問題

ワイトボードをはじめとして，完全にはディジタル化されを，2 次元通信技術 8）によって解決した例である．また，ていないメディアやツールがまだ数多く残されている．こEnhancedTouch9）（図 1 右）は，人体通信技術を用いて，握れらが依然として広く使われている理由は，表示の解像度

手などの身体接触コミュニケーションを促進したり定量評やコストの問題だけではないだろう．書籍であれば，記憶価したりするためのブレスレット型デバイスである．身体の定着や愛着などの情動にも少なからず影響するであろう

接触を始めとしたコミュニケーションを不得手とする自閉紙の質感や，ページをめくるときの感触を再現する UI に症スペクトラム障害（自閉症）児の支援を目的に進められてよって，電子化の利便性もあいまったまったく新たな読書いるプロジェクトであるが，コロナ禍で身体接触コミュニ体験を生み出すかもしれない．また，ピアノなどの楽器はそもそも繊細なタッチで表現に差が生じるが，近年の電子楽器の中には，柔らかい素材の鍵盤やパッドなどの触り方
で多彩な表現ができるものもすでに登場している．今後，あらゆるディジタル化のシーンの UI において，触覚技術の貢献が期待される．
近年のボードゲーム（アナログゲーム）
ブームの背景にも，触覚によるインタラクションを考える上で多くのヒントが見え隠れする．例えば，50 年以上前の「手探りゲーム」は，
まさに触覚の特性を生かしたゲームであった．数年前にこれを復刻したタカラトミーは，「目や耳の不自由な友達と図1

2 次元通信ウェア 7）（左）と EnhancedTouch8）（右）一緒に楽しく遊べるおもちゃ」を「共遊玩具 10）」と呼んでユ（51） 51

講座

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 最終回

自分の部屋（HMDのカメラを通じて見ている） 遠隔地の友人の3次元映像

カメラ付き
HMD

出演者の3次元映像

図 2 ゲームマーケット 2017 の会場の様子

図 3 空間共有コンテンツ視聴システムの利用シーン 14）

ニバーサルなサービスを意識した活動を展開している．共間にそれらが存在するかのように感じられる．このシステ

遊玩具には，スイッチの状態や電池を入れる方向を触ってムは，ビデオシースルー型のヘッドマウントディスプレイ

確かめられるようにしたり，ミニカーなどの実物を模写し（HMD）を使用しており，AR 表示はもとより，没入型のた玩具をデフォルメせずになるべく実物と近い触感や形にVR 空間の表示においても，ユーザ自身の手や身体を見る

デザインするなど，触覚を活用した工夫も多くみられる．

ことができる．このため，お互いに指差しやジェスチャな

図 2 は，2017 年のゲームマーケット 11）の会場の様子である．

どを交えた自然なコミュニケーションが可能となっていはじめて参加した際，会場の熱気や，実際に触れるユニー

る．そして，ここからが本題であるが，このシステムを体クな作品の数々，そして出展する人と参加者との議論の様験した人の多くは，二眼式の 3D 映像をはじめて見た子供子などが，デモ展示を必須とする国際会議 Asia Haptics12）

がそうであるように，合成表示された出演者や友人に手をのそれと同じものに感じられた．今年も楽しみにしていた伸ばして触ってみようとするのである．一見すると当たりが，残念ながら AsiaHaptics2020（北京）とゲームマーケッ

前に感じられるかもしれないが，この行動が意味するとこト 2020（大阪）は開催中止となった．現状ではオンライン

ろを少し詳しく議論したい．

で開催する意味が見いだせないということであろう．

本講座の第 3 回で牧野は，「夢かどうかを確かめるために

図 2（右）で参加者が試遊しているのは，見た目は同じで頬をつねる」事例を話のまくらに，触覚は「そこにある」こ

硬さが 7 段階で異なる駒を使い，指先の感覚を駆使して遊とを実感する感覚であることを指摘している 3）．市販の

ぶレースゲームである．指の感覚を頼りに自身の駒を目的

HMD に付属するコントローラには振動機能が搭載されての硬さ（ゴールの城で待つ王子駒の硬さ）に近づけつつ，

おり，CG オブジェクトとのインタラクションに応じて振カードで他のプレーヤの硬さも変えて退けるというシンプ動による触感が提示される場合がほとんどである．近年は，ルなルールだが，触覚的な記憶による駆け引きが思わぬ展

振動型アクチュエータの性能改善により，振動によって感開を生む．せっかくの良きアナログ感をあえてディジタル

じられる触感のリアリティが格段に向上してきた．これも化する必要性はともかく，いったいどんな UI があればこUI の一つであるが，映像コンテンツを能動的に操作する

れをバーチャルで実現できるだろうかと想像することは触

UI に触覚技術を搭載することで，体験全体のリアリティを

覚技術の展望を考える意味でも楽しい．

高める事例としてここで特に取り上げたい．

2.3

リアリティの向上

図4は，市販のVR用のコントローラ（Oculus Touch15））に映画館やアミューズメントパークでは，最新技術による付けるハプティックフィードバック用のアタッチメントの映像と音響に加え，揺れや風なども体感できるコンテンツ

試作例である 16）．約 7 mm のストロークを有する 3 組のアが人気を得ている．第 5 回で紹介された NHK のダイバース

クチュエータが搭載されている．VR 空間内の CG オブジェ

ビジョン 13）のコンセプトや体感メディア 5）の実現に向けた

クトとユーザの手との干渉状態に応じて，振動だけでは表

取り組みは，将来の映像メディアにさらなるリアリティの現が難しい反作用の力を，指と手のひら，あるいは指どう向上をもたらす触覚技術の活用事例の一つである．特に次しの間に内力として提示する．また，VR 用コントローラ

世代のメディアとして発展が期待される AR（Augmentedを持った手に対し，可視光の LED で非接触に温覚を提示す

Reality）/VR（Virtual Reality）技術は，3Dのオブジェクトがるデバイスの研究 17）では，VR 空間内に提示された温泉やあたかも目の前の空間に存在するかのように表示すること炎など，不定形で温度が高いオブジェクトがあるシーンのを可能にする．例えば，NHK 放送技術研究所が開発した空リアリティを高めるための，より安全な温覚提示方法が検間共有コンテンツ視聴システム 14）（図 3）では，ユーザの主討されている．

観映像に，遠隔地にいる友人やコンテンツの出演者の 3D

最新のビデオゲームのプラットフォームでも触覚技術を映像が合成表示され，視聴覚的には，あたかも目の前の空

効果的に利用する動きは顕著である．話題となった Switch18）

52 （52）

映像情報メディア学会誌 Vol. 75, No. 1（2021）

触覚技術の展望ができるシステムである．フル CG の完全没入型の VR であるが，体験者どうしで握手などのインタラクションが可能である．加えて，CG で表示されている架空の人物のキャ
ラクタを，実際にマーカを付けた人間がその空間で演じることにより，実体を伴わせることもできる．CG だと思っ
Reaction forceていたゾンビに本当につかまれたときの驚きは想像に難くない．
将来的には，映像情報メディアのリアリティを向上させる触覚技術の進展により，遠隔地の人やオブジェクトとの触覚を介したインタラクションが実現されることが期待される．ただし，触覚によるインタラクションを考える際に

図 4 VR コントローラ用触覚アタッチメントの試作例 16）は，文字通り相互に「触れる/触れられる」という現象が同時に生じるということが，体験に重要な意味を持つ点に注意が必要である．この本質的なところをいかに実現する技術やサービスとなるかが最終的には試されるところであろう．

３．触覚技術のこれから
3.1

標準化の必要性

2 章では，将来展望を語る目的で少し概念的に触覚技術の活用事例を考えた．しかし，より具体的なサービスやシ
図 5 リングコン 18）（左）と DualSense19）（右）ステムを想定してユースケースを考えるとすれば，例えば「触覚情報付きコンテンツの放送」や「手触りが確認できる
オンラインショッピング」などのコンセプトからはじめ，の Joy-Con（HD 振動）やリングコン（図 5 左）は，すでに多く技術の要求仕様が議論できる程度には，サービスの目的やの方が体験済みであろう．続く PlayStation 5 では，新型コ

範囲，想定するクオリティ等を限定する必要がある．そしントローラの DualSense19）（図 5 右）というネーミングからて，個々の活用事例を具現化して広くサービスを提供するもその意気込みが伺えるが，車が泥道を走るときの重いために，ユースケースを詳細に規定して技術をあらかじめずっしりとした感触や，弓矢を引き絞るときのような感覚標準化することが望ましい場合がある．いわゆるデジューを実感できるハプティックフィードバック技術が使われてルスタンダードのアプローチであるが，これを進めるため

いるとうたわれており，注目されている．もちろん，実際には，各種のサービス事業者やデバイスを開発するメーカに体験するまでその真価の程がわからないのが触覚技術のなどが集まり，触覚技術のユースケースを具体的に検討し「お約束」である．ハンズオン映像での見せ方も工夫されてて議論する必要があるだろう．

おり大変興味深いが，本稿の執筆時点では発売前で筆者も現在は，アプリケーションごとに設計されたさまざまな未体験である．なお，コンテンツのコンテクストや視聴覚

形態のハードウェアが混在しており，刺激を提示する身体

刺激との相互作用によるクロスモーダル知覚 20）によって，の部位も多様である．映像や音楽と同様に，標準化によっ想起される触感や体験は大きく影響を受けることが知られてコンテンツを共有することができれば，利用者と提供者ており，特に総合的な体験のリアリティに関しては，必ずの双方にとって大きなメリットがあると考えられる．

しもコントローラ単体で評価できるものではないことを念のため付け加えておきたい．

3.2

触覚技術の実用性

視覚情報におけるカメラと映像ディスプレイや，聴覚情

今後，AR/VR をはじめ，さまざまな映像表現技術の登報におけるマイクとスピーカのように，触覚情報を汎用的場が期待されるが，やはり目で見たモノに触れたり，あるに入出力できるデバイスはまだない．つまり，現時点でデいは触れられたりしたとき，その体験のリアリティが格段

ファクトスタンダードと呼べる技術はないと言えるだろに向上するのは間違いない．例えば，現時点においてこのう．この理由として，視覚であれば三原色，聴覚であれば種のリアリティの違いを体験できるシステムとして

周波数，というように感覚の基底となる情報や方法論が充ABAL21）がある．これは，マーカを付けたリアルオブジェ

分に明らかにされていないこと，そして，触覚には複数のクト（剣，盾，銃などのモックアップ）を，リアルタイムに物理情報が関与し，デバイス実装が困難なことが指摘されトラッキングして HMD に CG 表示することで，VR 空間内ている 2）4）．これらの課題に対する直接的な研究アプロー

で触覚的にも実体を伴う CG オブジェクトを取り扱うこと

チは，主に第 4 回で解説されている．
（53） 53

講座

触覚技術入門 〜触覚インタフェースの可能性〜 最終回

例えば，視覚的な文字情報であれば，漢字を含めても 1 文
字あたり少なくとも 8 × 8 ドットあれば多くの人にとって実用的であり，このタイプの電光掲示板も広く使われている．低解像度の白黒映像からスタートした映像伝送技術は，解像度や色再現などのパラメータを向上させることを概ね共通の技術目標として進展した．技術水準が向上する度に伝送できるコンテンツの幅が広がり，小型化やコストの低減も相まって，生活の隅々にまで普及するに至った．現在，ペンを介して手に伝搬する振動を記録記録した振動を再生

2 次元の映像伝送技術は，フルスペック 8K スーパーハイビ
ジョンに到達している．

図 7 ツールを介した振動触感の再現

しかし，触覚の応用技術では，前述の理由からも，そのような一般的な技術的目標やパラメータを設定することが難しい．このため，アプリケーションや利用シーンを事前一方で，点字の習得自体は容易ではないため，これがそに特定した上で，その個別の目的を達成するように研究開のまま健常者も含む一般的な触覚デバイスの開発目標で発が進められてきており，しばらくの間はそのように進展あった訳ではない．第 3 回で牧野が指摘しているように 3），

していくと思われる．つまり，目的に応じて手が触れる共点字が読めない健常者でも少ない訓練で文字情報を読み取通の道具などをある程度特定することにより，課題を現実れるようになれば，社会問題となっている歩きスマホの解的なものとするアプローチである．

決や，普及が予想される AR グラスにおける次世代の UI に

例えば，点字は，仮名 1 文字あたり 2 × 3 ドットの凹凸パ

つながる可能性もある．後天的な視覚障碍の場合には，点ターンを指で認識するための記号的な触覚情報であり，必

字を読むことが難しい場合が多いのも事実である．これら

要性と有用性は極めて高い．視覚障碍者がテキストを読んのニーズに応えるためには，現在の点字ディスプレイの性だりコミュニケーションをしたりするための点字ディスプ

能をそのまま向上させるというよりは，音声読み上げ技術

レイ（図 6）は，メーカだけでなく，ユーザを含む有志の個と併用することなどを前提とした新たな目標設定と技術開人や NPO などによる草の根的な活動で相互の運用性を向発が必要になるであろう．

上させてきた背景がある．NHK 技研でもデータ放送や字次に，触感を忠実に再現する実用技術を考えると，ペン幕の内容を点字ディスプレイに提示するデジタル放送受信やハサミ，テニスのグリップなど，直接手が触れるツール

機を 2011 年に開発している 22）．2018 年には，USB-IF 23）を限定することが当面は有効である．図 7 のように，接触（インプリメンターズ・フォーラム）により，点字ディスプ

対象から，ペンなどのツールを介して手に伝搬する振動をレイ向けの USB HID（ヒューマンインタフェースデバイス）

記録し，同じ素材のツールを介して再生することで，少な規格が発表され話題となった．これで少なくとも点字を習くともヒトが差異を許容できるレベル（モノによっては差得した人にとっては，PC やスマートフォンの UI として日異を検知できないレベル）で等価に再現することが技術的常的に使用できる技術になったと考えられる．

に可能である．例えば「触覚ペン」なるもので記録した触感を再生したり，遠隔地の「触覚ペン」同士で触感を伝送したりできる可能性があるということだ．TECHTILE toolkit24）を利用した TECHTILE の活動は，このようなモノを介して伝達される振動触感の可能性を広め，おもしろいコンテ
ンツや知見を数多く生み出している．また，前述した VRやゲームプラットフォームのコントローラでは，材質的に表現が限定される部分もあるが，映像と音響を駆使して剣や弓などのツールをユーザに想起させ，振動触感を効果的に利用している．上記のペンはあくまで一例であるが，仮に「触覚ペン」が標準的なものであれば，伝わる触感の最低限の質が保証され，安心して使えることになるだろう．
2 章で紹介したゲームプラットフォームは，コンテンツ
制作から配信，そして最終的にユーザの体験を左右する視覚・聴覚・触覚の UI までを統合的にプロデュースすることでシェアを競っているといえる．近年は，優れたコンテ

図 6 点字ディスプレイ

54 （54）

ンツがプラットフォームを超えてユーザに訴求力を持つ
映像情報メディア学会誌 Vol. 75, No. 1（2021）

触覚技術の展望

ケースも目立ち，マルチプラットフォームで遊べるゲーム
コンテンツも多い．いわゆるソフトウェアの「移植」である
が，近年はスマートフォンの普及もあり，はじめからクロ
スプラットフォームで楽しめる作品も増え，移植という言
葉自体をあまり聞かなくなった．この背景には，Unity25）
や Unreal Engine26）などの強力なゲーム開発環境の普及や，
W3C による HTML5 の勧告，そして Web ブラウザ技術の急速な進展がある．今後，視覚と聴覚はもちろん，UI によってユーザの体験が劇的に向上するようであれば，プ
ラットフォームの構図が大きく変わることもありえるだろう．触覚技術が，まさにゲームチェンジャーになるかもし
れない．

４．むすび
講座「触覚技術入門」の最終回として，前回までに解説された内容をふまえ，触覚技術が持つ意味と今後の可能性を展望した．触覚技術の活用事例として，「情動への働きかけ（精神的支援）」，「ユーザインタフェース（効率的な操作とインタラクション自由度の拡大）」，そして「リアリティの向上（体験満足度の向上）」という，最終目的の三つの側面から眺めて整理した．あらためて第 1 回から通して読むと，これらの目的に到達するための技術課題に共通性があることや，一つのシーズや研究成果が複数の目的に同時に活用できたりすることがわかる．これは，触覚技術の本質
が，人間のインタラクション（人間がどう反応してどう変わるか）を理解して支援することだからだと言えよう．
本稿では，前回までで講座本来の目的が果たされたのをいいことに，私見を交えて触覚技術の今後を模索した．映像情報メディアにおけるリアリティの本質の追求において，触覚という感覚の重要性が少しでも伝われば幸いである．あるいは，第 3 回で紹介した「超音波を利用した遠隔からの触覚提示技術 27）」などからは，スタートレックシ
リーズのホロデッキとレプリケータの技術を想像した読者もいるかもしれない．この SF 作品に登場する（現時点で）架空の技術は，人に触感を提供するための擬似物質や「場」を物理的に生成するというものであるが，人の触覚に本質

4）佐藤克成： 触覚技術のユーザインタフェースへの応用 ，映情学誌，
74，5, pp.840-844（2020）5）高橋正樹： 映像コンテンツと連動した触覚情報提示 ，映情学誌，
74，6, pp.958-963（2020）6）篠田裕之： 人のように触れる ，日本バーチャルリアリティ学誌，
12，3，pp.150-155（2007）7）K. Serizawa, Y. Masuda, S. Suzuki, M. Fujiwara, A. Noda, Y. Makino
and H. Shinoda: "Whole body haptic experience using 2D
communication wear", Asia Haptics 2018, Incheon, Korea（Nov. 14-16（2018）
8）A. Noda and H. Shinoda: "Inter-IC for Wearables（I2We）: Powerand Data Transfer Over Double-Sided Conductive Textile", IEEE
Transactions on Biomedical Circuits and Systems, 13, 1, pp.80-90（Feb. 2019）9）T. Hachisu, K. Suzuki: "Representing Interpersonal Touch Directions
by Tactile Apparent Motion using Smart Bracelets", IEEE
Transactions on Haptics, 12, 3, pp.327-338（2019）10）
TAKARA TOMY, 共遊玩具，https://www.takaratomy.co.jp/
products/kyouyu/
11）
ゲームマーケット，https://www.gamemarket.jp/
12）
AsiaHaptics2020，http://www.asiahaptics2020.com/
13）
技研公開 2019 E1 展示「2030 〜 2040 年ごろのメディア技術ダイバース
ビジョン」，https://www.nhk.or.jp/strl/open2019/tenji/e1.html
14）VR ・ AR を活用した空間共有コンテンツ視聴システム ，技研だより，No.185（2020）
15）
Oculus Touch，https://www.oculus.com/rift/accessories/?locale=ja̲JP16）
半田拓也，東真希子，清水俊宏，近藤悟： 仮想物体を空間に提示する触覚インタフェースにおける空間位置検出方式の評価 ，電気学会
研究会資料，PI-18-31, pp.35-38（2018）17）
界瑛宏，山口勉，三武裕玄，長谷川晶一： HMDVR のための可視光
LED による手への非接触型温覚提示 ，日本バーチャルリアリティ学会論文誌，24，1，pp.83-92（2019）18）
Nintendo Switch，https://www.nintendo.co.jp/hardware/switch/
19）
PlayStation 5，https://www.playstation.com/ja-jp/ps5/accessories/
20）
鳴海拓志： Pseudo-haptics 応用インタフェースの展望 ，システム
制御情報学誌，61，11, pp.462-468（2017）21）
ABAL，https://www.abal.jp/
22）
坂井忠裕，半田拓也，大河内直之，伊福部達： 視覚障害者向けデジ
タル放送受信機と UI の開発評価 ，信学 HCG シンポジウム 2011，
HCG2011-B3-4，pp.154-159（2011）
23）
USB-IF，https://www.usb.org/node/588
24）
TECHTILE toolkit，http://embodiedmedia.org/project/techtiletoolkit/
25）
Unity，https://unity.com/
26）
UNREAL ENGINE，https://www.unrealengine.com/
27）
A. Matsubayashi, Y. Makino and H. Shinoda: "Direct Finger
Manipulation of 3D Object Image with Ultrasound Haptic
Feedback", Proceedings of the 2019 CHI Conference on Human
Factors in Computing Systems, Paper, 87, pp.1-11, Glasgow, Scotland
UK（May 04 - 09, 2019）

的に等価な刺激を知覚させるという意味においては，確かに触覚技術が目指す究極の到達点の一つを示している．本
講座で紹介された最先端の技術動向はもちろん，最新のSF 小説やアニメが描く未来像に触発された次世代の技術者によって，触覚技術がさらに進展することを期待したい．
（2020 年 10 月 8 日受付）

〔文1）半田拓也，篠田裕之：献〕

触覚の認識メカニズム ，映情学誌，74，2，

pp.338-341（2020）
2）田中由浩： 触覚センサ ，映情学誌，74，3，pp.526-531（2020）3）牧野泰才：（2020）

触覚ディスプレイ ，映情学誌，74，4，pp.643-648

は ん だ

た く や

半田

拓也

2001 年，電気通信大学大学院電子工学専攻修了．同年，NHK 入局．岡山放送局を経て，2005 年より，放送技術研究所．ユニバーサルサービス，
触覚インタフェース，AR/VR などの研究に従事．
2020 年，東京大学大学院新領域創成科学研究科複雑理工学専攻修了．博士（科学）．正会員．
し の だ

ひろゆき

篠田

裕之

1988 年，東京大学工学部物理工学科卒業．1990 年，同大学院計数工学修士課程修了．同年，同大学時助手．東京農工大学講師，東京大学助教授を経て，2012 年より，同大学教授．空中触覚提示を含む
ハプティクス，2 次元通信などの研究と教育に従事．
博士（工学）．

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