情報処理学会 インタラクション 2022
IPSJ Interaction 2022

1D112022/2/21

VisualHaptics を用いた受動操作における擬似触覚生起の検証
松本英資†1

安中勇貴†1山岸丈留†1

相澤裕貴†2渡邊恵太†１

概要：立体感や奥行き感，質感などで擬似触覚を提示するシステム「VisualHaptics」がある．我々は様々な条件でVisualHaptics を体験しているときに，自分が操作していなくてもカーソルと自分の手の動きが一致していれば，擬似触覚を感じることを発見した．そこで本研究では，能動的にマウスを操作する条件と受動的に手が動かされる条件でVisualHaptics を体験し，それらの体験の違いを調べる．本稿では，能動操作の擬似触覚と受動操作の擬似触覚の違いを調べた簡易的な実験の内容と結果についてまとめる．

図 1 受動操作による擬似触覚体験

1. はじめに視覚情報だけでも，実際にはないはずの触覚を起こす現

図 2 VisualHaptics
番号はタスクで体験した順番を表す
実験を行うための課題やその対策について議論する．

2. 簡易実験
受動的な擬似触覚を体験した感想をもらう簡易実験を象がある．これは擬似触覚（Pseudo-haptics）[1]と呼ばれ，GUI や VR 空間における触覚提示手法としての応用が期待行った．

されている．

2.1 実験条件
受動的な擬似触覚について調べるために，受動操作以外

渡邊らは，マウスカーソルにおける擬似触覚システム
a「VisualHaptics 」を提案した[2]．VisualHaptics は，ユーザの実験条件も設けた．具体的な実験条件を以下で紹介する．

がマウスを動かして，操作したカーソルの動きや形の変化

1)で擬似触覚を生み出す．この要因として，渡邊らはカーソ

参加者は自分でマウスを持ち，自分で操作する．マウスのルに対する所有感が関係していると考察している[3]．神保

動かし方に指示はせず，参加者は自由にマウスを動かした．

らは，動いているマウスに手を乗せて，手が動かされてい2)る状態（受動操作）でも，マウスと同じ動きのカーソルにマウス操作は他者が行い，参加者はマウス操作者の手の上所有感を感じると考察した[4]．これらから能動操作だけでに自分の手を添える（図 1）．

はなく，受動操作でも擬似触覚を感じる可能性が考えられ

3)

る．他に能動操作以外でも，画面上に指を添えて指先のアマウス操作は他者が行い，参加者はマウスに触れずにニメーションを眺めているだけで，擬似触覚を得られるこ

VisualHaptics を表示しているディスプレイを眺める．とがわかっている[5]． では，これらの擬似触覚と受動操作

2.2 機材における擬似触覚はどのような違いがあるのだろうか．

能動操作

受動操作

観覧

ディスプレイはサイズ 23.8 インチで，解像度 1920×1080

そこで本研究では，VisualHaptics を用いて受動操作におであった．使用した PC の OS は Windows 10 だった．マウ

ける擬似触覚体験について調べる．本稿では，能動操作のスは RIVAL 650 WIRELASS を使用し，参加者はマウスパッ

擬似触覚と受動操作の擬似触覚の違いを調べる簡易的な実ドの上でマウスを操作した．

験の内容と結果についてまとめる．そして，今後の厳密な†1 明治大学 総合数理学部 先端メディアサイエンス学科†2 明治大学大学院 先端数理科学研究科 先端メディアサイエンス専攻© 2022 Information Processing Society of Japana https://keitalab.github.io/VisualHaptics-WebGL/

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表 1

受動操作による擬似触覚体験時の感想

擬似触覚に関するコメントのみ抜粋．

タイル

能動操作

受動操作

観覧

参加者 B｜受動操作より擬似触覚を参加者Ａ｜マウスの移動量が大きい

参加者 A｜視覚的にカーソルの運動得られた．テクスチャの先入観によ方が擬似触覚を得やすい．カーソルは理解できるが擬似触覚は得られなる影響がありそう．

速度は遅い方が擬似触覚を得やすそかった．

参加者 C｜受動操作と観覧のときはう．

参加者 B｜擬似触覚は得られなかっ擬似触覚に気づかなかったが，能動参加者 B｜操作者の手から感じる振た．

操作で初めて気づいた．

動や自分の意志ではない動きによっ

参加者 C｜視覚的にカーソルの運動て画面よりも手元に意識が傾いた．

は理解できるが擬似触覚は得られな

参加者 C｜擬似触覚は得られなかっ

かった．

た．

扇風機

参加者 B｜能動操作だけ擬似触覚を参加者 A｜風に対する抵抗感ではな

参加者Ａ｜擬似触覚は得られなかっ得られた．自ら擬似触覚を得られやい．

た．

すいようにカーソルの速度を調整し参加者 B｜風に対する抵抗感と考え

参加者Ｂ｜速く横切った方が擬似触覚を得られやすい．ているかもしれない．

ると違和感がある．

参加者 C｜能動操作が 1 番擬似触覚

参加者Ｃ｜擬似触覚は得られなかっを得られた．ディスプレイに表示さた．

れているテクスチャに対する触覚として違和感がある．
球

参加者Ｂ｜8 種類の中で 1 番擬似触参加者 A｜マウスの動きが大きい方

参加者 A｜視覚的に立体感は感じる覚を得られた．受動操作との違いはが擬似触覚を得やすい．

が擬似触感は得られなかった．

ない．

参加者Ｂ｜一番大きな球の中心を通

参加者Ｂ｜擬似触覚は全く得られな

参加者 C｜擬似触覚は得られなかっるように横切るときが最も擬似触覚

い．

た．受動，観覧実験の方が視覚的錯を感じる．

参加者 C｜錯覚表現であって擬似触覚を感じられた．

参加者 C｜立体感は感じるが擬似触覚は得られなかった．

覚は得られなかった．
鳥居

床の間

参加者 B｜擬似触覚は感じにくいカ

参加者 A｜擬似触覚が得られた．マ

参加者 A｜テクスチャから視覚的にーソルを注視せず全体を眺めるようウスの動きは大きい方が擬似触覚を立体感を感じるが，擬似触覚はなに見ると擬似触覚を得やすい．

得やすい．

い．

参加者 C｜他の Haptic に比べて擬似参加者 B｜体験しているうちに徐々参加者 B｜カーソルの動きが速いと触覚が得られやすい．に擬似触覚が得られるようになっきに擬似触覚が得られた．能動，受た．カーソルの動きが速い方が擬似動操作と変わらない．

触覚を得やすい．

参加者 C｜カーソルの動きが速い方

参加者 C｜擬似触覚が得られた．

が擬似触覚を得られやすい．

参加者 B｜大きくは変わらないが受参加者 A｜カーソルはゆっくりと大参加者 A｜擬似触覚が得られた．

動操作の方が擬似触覚を得られた．

きく動かした方が擬似触覚を得られ

参加者 B｜能動，受動操作に比べて参加者 C｜カーソルの拡大縮小が起やすい．

擬似触覚が得られにくい．

きないから擬似触覚を得にくい．

参加者 B｜カーソルの動きが速い方

参加者 C｜受動操作よりも擬似触覚が擬似触覚を感じやすい．

を感じる．

参加者 C｜立体だと錯覚するが擬似触覚ではない．

© 2022 Information Processing Society of Japan177

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トタン

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参加者 A｜音があることが擬似触覚

参加者 A｜トタン自体は動かない方参加者 A｜結局音があれば感覚は変の助けとなっている．

が擬似触覚を得られやすい．

わらない．

参加者 B｜受動操作よりも擬似触覚

参加者 B｜カーソルの動きが速い方

参加者 B｜自らの体験と重なる部分が得やすかった．

が擬似触覚を得られやすい．

があるため観覧においても擬似触覚

参加者Ｃ｜トタン自体も動いた方が参加者 C｜擬似触覚は得られなかっが得られた．

擬似触覚を得られやすい．能動操作た．

が最も擬似触覚が得やすい．

水槽

参加者 B｜受動操作より能動操作の参加者 A｜擬似触覚を得られた．

参加者 A｜能動操作に比べて擬似触方が抵抗感の違いがわかりやすい．

参加者Ｂ｜擬似触覚を感じた．

覚を得づらい．

参加者 C｜受動操作，観覧に比べ能参加者 C｜擬似触覚を得られた．

参加者 B｜擬似触覚は得られなかっ

動操作が最も擬似触覚を得にくい．

た．
参加者 C｜受動操作と同様に擬似触覚を得られた．

ガムテープ

参加者 B｜能動操作が最も擬似触覚

参加者 A｜粘着感よりもカクカクし参加者 A｜擬似触覚は得られなかっが得やすい．ている印象を受けた．

た．

参加者 C｜テクスチャがガムテープ

参加者 B｜カーソルをゆっくり動か

参加者 B｜受動操作と同様に擬似触であることを頭に入れつつ意識してすと触覚は得ることができる．

覚は得られない．

カーソルをゆっくり動かすと擬似触参加者 C｜擬似触覚を得られなかっ参加者 C｜擬似触覚は得られなかっ感を得られたゆっくり動かしすぎる

た．

た．と擬似触覚は失われる

2.3 手順げられる．実際に参加者 B は扇風機を体験したときに「受参加者は VisualHaptics における 8 種類の Haptics（図 2）

動操作とは違い，自分でカーソル速度を変えられるから擬を固定の順番で体験し，体験中に感じたことを自由に述べ似触覚を感じやすいのかもしれない」とコメントしていた．

る．参加者によって実験条件の順番はランダムにした．

一方で，参加者 B は床の間において「大きくは変わらない

2.4 参加者が，受動操作の方が能動操作より擬似触覚を感じやすい」

実験参加者は 23~25 歳の 3 名（男性 2 名，女性 1 名）でと述べていた．また，参加者 C は水槽において「受動操作，全員コンピュータサイエンスを専門とする大学院生である．

観覧に比べ能動操作が最も擬似触覚を得にくい」とコメン

すべての参加者は正常な視力あるいは矯正視力を有し，右トしていた．これらは受動操作によって背景のコンテキス利きであった．

トへの違和感が解消されたからだと考察する．このことに

2.5 結果と考察関しては 3.1 節で議論する．また，扇風機・球・床の間・水全参加者のコメントを表 1 にまとめた．本節では，特に興味深かったコメントを取り上げて考察する．

槽は，観覧でも擬似触覚を感じるという意見があった．これは，カーソルの動きや形の変化が大きいため，マウスに個人差はあるが，扇風機を除いた 7 種類の Haptics で受触れていなくても変化に気づきやすいからだと考えている．

動操作でも擬似触覚があった．特に鳥居と水槽は，全参加一方で，参加者 A が球を体験したときに「観覧でも立体に者が受動操作でも擬似触覚を感じた．鳥居の奥行き感は，見える錯覚は感じるが，能動操作・受動操作のような立体視覚情報による錯覚効果がそもそも強いため，受動操作でをなぞる感覚はない」とコメントしていた．このことから，も擬似触覚を感じやすい可能性がある．水槽の抵抗感は，観覧において参加者が「立体に見える錯覚」と「立体に擬マウスの動きとカーソルの動きの違いが顕著であるため，似触覚」を混同して，「観覧でも擬似触覚を感じる」とコメ受動操作でも感じやすいと考えている．

ントした可能性も考えられる．

タイル・トタン・水槽・ガムテープは，受動操作より能参加者 A の「受動操作だとマウスの動きがわかりづらい動操作の方が擬似触覚を感じやすいという意見があった．

からマウス感度を下げて欲しい」という意見があったので，この理由として，能動操作の場合自分が擬似触覚を感じや追加でマウス感度を下げた状態で全種類の Haptic を体験しすいようにマウスの動かし方や速さを制御できることが挙た．その結果，「マウスの動きがわかりやすくなって擬似触© 2022 Information Processing Society of Japan178

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覚を感じやすくなった」とコメントした．他の参加者にも追加実験を行った結果，同様のコメントがあった．これは受動操作だと能動操作よりマウスの動きがわかりづらく，カーソルの動きと照らし合わせづらいからだと考えた．

3. 議論
3.1 本実験に向けての課題
本節では，簡易実験の結果から今後行う本実験で厳密な実験環境を整えるための課題を述べる．
3.1.1 コンテクストが与える影響

図3

VisualHaptics の擬似触覚は，扇風機やトタンといった背2 階建てマウス景画像のコンテクストに依存している．そのため参加者の（Sense of Ownership）という概念を提唱した[6]．前者は「自中には「実物だとこのような動きはしないから擬似触覚を分が操作している感覚」，後者は「自分の一部だと思う感覚」感じなかった」と述べた人がいた．また，「受動操作だと実を指す．これまで擬似触覚研究は運動主体感のみの観点で物との違いによる違和感がないから，能動操作より擬似触擬似触覚を議論していた[7]．

覚を感じやすい」というコメントもあった．このようにコ受動操作では運動主体感を感じない．そのため．受動操ンテクストが実験のノイズになってしまった可能性がある．

作でも擬似触覚を感じることを考えると，擬似触覚のメカ

本実験では，VisualHaptics ではなく簡素な見た目で作成しニズムの根本的な部分に運動主体感は関係しない可能性がたコンテクストに頼らない擬似触覚システムを用いる予定ある．一方で，神保らは受動操作でも GUI 上のカーソルとである．

手の動きが一致していれば，身体所有感を感じる可能性が3.1.2 マウス操作に関するパラメータ統一あると考察している[4]．

今回はマウス操作に関するパラメータを統一していな

これらのことから擬似触覚のメカニズムに身体所有感かったので，参加者ごとでマウス操作に個人差があった．

が深く関わっている可能性がある．今後は身体所有感の観

今後厳密な実験環境を設けるにあたって，この個人差を埋点から擬似触覚のメカニズムを明らかにしていきたい．まめる必要がある．そのために今後はマウスの動かし方や動た，身体所有感に関する知見を擬似触覚に応用することでかす速さを指示する予定である．また，実験に使うマウス新しい擬似触覚表現が生まれることを期待する．

感度への慣れも個人差があるので，事前に参加者がマウス

4. おわりに感度に慣れる練習を設ける予定である．
3.1.3 受動操作におけるマウス制御方法
今回の簡易実験ではマウス操作者の手の上に，参加者が手を乗せる方法を取った．しかしながら，この方法ではマウス操作による振動や手の感触が参加者に伝わり，実験に悪影響を与えると考えた．そこで 2D 平面上に物体を動かすことができる XY プロッタを用いて，マウスの動きを制本研究では VisualHaptics を用いて受動操作でも擬似触覚体験ができる可能性を示した．今後はより厳密な実験環境を整えて，受動操作でも擬似触覚を感じるのか調べていく．

参考文献
[1]

御する方法を検討した．しかし，XY プロッタもマウスを動かすときに振動することがわかった．これを受けて我々[2]

は，参加者に極力振動を与えない受動操作するために，マウスを上下に配置した「2 階建てマウス（図 3）」を検討し[3]ている．2 階建てマウスでは，参加者は上側のマウスに手を置き，マウス操作者は下側のマウスを動かす．このシス[4]

テムでは参加者とマウス操作者が触れ合わないので，擬似触覚に影響する感触や振動を防ぐことができる．さらに，参加者が防振手袋を装着してマウスを保持すれば，より振[5]動を感じづらくなると考えている．加えて 2 階建てマウスを配置する面に潤滑材を用いて，床との摩擦から受ける振[6]動を減らす予定である．
3.2 擬似触覚と身体所有感
Gallagher は運動主体感（Sense of Agency）と身体所有感© 2022 Information Processing Society of Japan[7]

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.
Keita Watanabe, Michiaki Yasumura. VisualHaptics: Generating
Haptic Sensation Using Only Visual Cues, ACE2008, Proceedingsof the International Conference on ACE2008, pp405, 2008.
渡邊恵太, 樋口文人, 稲見昌彦, 五十嵐健夫. 複数ダミーカー
ソル中における自分自身のカーソル特定．情報処理学会イン
タラクション論文集, 25-31, 2013.
神保一馬, 相澤裕貴, 佐藤大輔, 渡邊恵太, ダミーカーソル実験における受動的な探索での自身のカーソル特定. 第 192 回
ヒューマンコンピュータインタラクション研究発表会. 2021.
安室奈美恵. Golden Touch.
https://www.youtube.com/watch?v=N6HPANTzA9w. （参照2021-12-20）.
Gallagher, S. , Philosophical conceptions of the self: implications
for cognitive science, Trends in Cognitive Sciences, 4(1), pp. 1421, 2000.
渡邊淳司. Haptic Design における Pseudo-haptics 技術の役割
および表現分野での事例紹介. システム/制御/情報, 61(11),pp. 459-462. 2017.

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