無拘束なインターフェースを目指した風圧による力覚提示方式
鈴木由里子†

小林稔†

石橋 聡†

†日本電信電話株式会社 ＮＴＴサイバースペース研究所
あらまし VR 技術等の新しい技術をもとに日常生活に用いる道具を実現していく取り組みにおいては，道具が利用者を拘束しないようにすることが大切である．我々は利用者の身体や所持物に風圧を与えることで，利用者に力覚を提示する力覚提示方式を提案している．本方式の力覚提示装置によれば，利用者は装置に拘束されること無く，自由に動くことができる．本稿では，風圧による力覚提示の方法について述べ，システムの実装，および風圧による豊かな力覚表現の検討について述べる．

Design of wind pressure based force display toward untied human interface
Yuriko SUZUKI†, Minoru KOBAYASHI†, and Satoshi ISHIBASHI††NTT Cyber Space Laboratories, NTT Corporation
Abstract In order to apply VR technologies to tools for everyday life, it is necessary to develop human interface
technologies that never constrain users' activities. To achieve this goal, we proposed the force display method that utilizes
wind pressure to give force sensation to users. This force display does not constrain users activity, and allows users movefreely. This paper introduces the basic idea of the wind pressure based force display, describes the implemented system,and discusses the way of controlling wind pressure to realize the expressive force display.に入り込み自由に動き回ることができる．またさ

1. はじめに：無拘束なインターフェース

らに眼鏡なし立体ディスプレイなども試みられて

近年，人工現実感(VR)の技術が急速に発展する

いる．

中，VR 技術を実現するための様々な研究が進めら

しかし，仮想空間の物体に触れるための技術でれている．これらの技術は現状では特殊な環境にある力覚提示装置を考えると，従来の力覚提示装おいてのみ利用可能だが，これら VR 技術を一般の置としては，６自由度のマニピュレータを手等で日常の生活環境においても利用可能にできれば，操り，各関節軸の反力を制御して力覚を提示する利用場面が多様化し，より有効な生活の道具とな方式[2]，糸を張った物体を手に持ち，糸の張力にっていくと期待される．

より力覚を提示する方式[3][4]，グローブをはめ指日常生活で利用する道具に求められるヒューマの曲げを機械的に制御し，力覚を提示する方式[5]ンインターフェースの要件としては，使いたいとリアリティきにすぐに使用でき，やめたいときにすぐにやめられること，使用中の負荷が少ないことなどがあ究極の提示装置
PHANToM
SPIDAR
CyberGrasp
HapticGear

る．これら利用者を拘束しない特質(無拘束性)を，本研究では目指している．
この無拘束性を軸に，現在の VR の装置を考えると，聴覚についてはヘッドフォンを装着しない立本研究のねらい

体音場の再生に向けた研究が進んでいる．また，無拘束視覚については，CAVE [1]などの没入型仮想環境では，利用者は立体視眼鏡をかけ，ディスプレイで自由に動けない拘束感囲まれた空間に入ることで，身体全体で仮想空間装置の装着の拘束感

自由に動くことができ，装着の負荷が少ない

図 1 本研究のねらい

1

などが試みられている．しかし，これらの装置を仮想空間
接触判定オブジェクト

使用する場合，装置を装着するのに時間がかかり，すぐに使用することおよび止めることができない，または装着する装置が重い，操作部分が据え付けの装置とつながっているため自由に動くことが出来ない等，使用中の負荷が考えられる．従って，現実世界利用者は装置に拘束されてしまう．

接触オブジェクト

風受容器

そこで，日常の生活環境において使いやすい無拘束なインターフェースを目指して，我々は風圧による力覚提示方式を提案している[6]．風を利用し風た提示方式としては，ファンで構成された装置を利用者が手にもち，その手に風覚を知覚させる方法が提案されている[7]．この方式は，風を風とし送風装置て提示することで，風の大きさ・方向等の風覚情図 2 概念図報を利用者に提示することを目的としたもので，力覚提示を目的としたものではない．これに対しけることや，操作者の衣服・所持物自体の面を取本方式は，風を風として感じさせるのではなく，り付けることが考えられる．

力を提示する媒体として利用するもので，仮想環

力提示に空気を利用する本方式では，従来方式

境のイベントに合わせて風を制御し，利用者の身の様にアームやワイヤーにより利用者を装置に拘体や所持物に取り付けた風受容器(送風装置からの束することが無いので，利用者は自由に動くこと風を受けて，力を与える板)に風圧を与えて力を提ができ，無拘束性を実現できる．

示する方式である．本方式の力覚提示装置によれ

3. 風圧による力の特性

ば，従来方式に比べ，利用者は装置に拘束される

風圧による力覚提示を実現するため，風圧によこと無く，自由に動くことができる(図 1)．本稿でる力の特性について述べる．

は，本方式の風圧による力覚提示の方法について

3.1 流体による力覚提示の物理モデル

述べ，システムの実装，および風圧による豊かな本方式が，風を風受容器の面で受けとめ，力覚力覚表現の検討について述べる．

として提示する方式であることから，流体が平面

2. 風圧による力覚提示方式に衝突するときに働く力の物理モデルについて述

仮想空間における風圧による力覚提示の方法にべる．

ついて説明する．本方式の概念図を図 2 に示す．

図 3 のような x‑y 平面において鉛直面より角度

現実世界において利用者の身体や所持物に，風受0容器を取り付ける．仮想空間においては，仮想的Xな接触を発生させる接触オブジェクトと，接触オ①→f

ブジェクトとの接触を判定する接触判定オブジェ
クトを用意する．利用者に取り付けた現実世界のx’

π/2 – (θ+γ)

風受容器の動き(位置・向き)を計測し，それに応じて仮想空間内の接触判定オブジェクトを動かす．

→y’

f’

仮想空間内で接触オブジェクトと接触判定オブジェクトが接触したかを計算する．接触が発生しγていたら，接触が発生した接触判定オブジェクト⊿mに対応している現実世界の風受容器に風圧を与え→る．以上より，仮想物体に接触すると，風圧によYり力覚が提示されることができる．

v

θ②
図 3 平面に衝突する流体

なお，風受容器としては，凹形の物体を取り付2γ(0≤γ≤π)で固定された滑らかな平面に対して，噴流は，その内部の全ての点で静圧が等しく，曲→ノズルから速度vで噴出する流体が角度θ(-π/2≤θ≤π/2)で平面に衝突し，2 つの流れ①および②となるがる際に運動エネルギーの損失がないとすれば，→①および②の流体の速度は， v と等しくなる[8]．

場合を考える．

この時，送風口から⊿t 時間噴出する流体の質量を→平面は流体より力 f を受け，平面が固定されて→→いることから，その力 f を反作用の力 f ’として返⊿m，流体が発射される速度を v とすると，面に対する垂直成分の力 f’x’は，次のように現わすことができる．

す．噴流はその内部の全ての点で静圧が等しく，曲がる際に運動エネルギーの損失がなく，非粘性

f 'x ' =流体と仮定すると，平面に平行方向のせん断力は(Δm ) v･{sin (θ+ γ) + sin(ε)}Δt(2)

作用しない[8]．この時，送風口から⊿t 時間噴出す式(2)より，(ε=0)のとき流体を受ける面は平面

る流体の質量を⊿m，流体が発射される速度を v，となり，また(0<ε≤π/2)のとき流体を受ける面は送風口の単位時間あたりの流体の質量を Q，送風口凹形となり，その面に受ける力は平面時より大きの面積を A，流体の密度(単位体積の質量)をρとすくなることがわかる．また(-π/2≤ε<0)のとき流体ると，⊿m= Q･⊿t=ρAv･⊿t より，平面に対して垂を受ける面は凸形となり，その面に受ける力は凹直成分の力 f’x は，次のように表すことができる．
f 'x' =

(Δ m )･ v sin(θ + γ)
Q 2･ sin (θ + γ)=Δt
ρA形面，平面時より小さくなることがわかる．
3.2 風圧による力の特性検証
風圧による力の特性検証(1)

次に，これまで述べた物理モデルを検証し，構築するシステムを検討するため，実際の風による式(1)より，単位時間あたりの流体の質量 Q また提示力を計測した．

は送風口の面積 A を変化させることで，平面に与検証１：風量の変化による力の変化える力が制御可能であることが分かる．
次に，流体を受ける面が，凹・凸形面の場合を式(1)で示した，平面に与える力の制御が可能で考える．図 4 のように角度γ(0≤γ≤π)の固定されたあることを検証するため，平面に与える力を制御面に流体が衝突し，角度ε(-π/2≤ε≤π/2)で面からし受ける提示力を計測した．平面に与える力の制流体が出て行く場合の運動を考える．送風口から速御は，前述のモデルより，単位時間あたりの風量→度vで噴出する流体が角度θ(-π/2≤θ≤π/2)で面にや送風口面積を変化させる方法が考えられるが，衝突し，2 つの流れ①および②となる．
→
面は流体より力 f を受け，面が固定されている→→ことから，その力 f を反作用の力 f ’として返す．

実現の容易性から，前者により制御することとした．そのために，単位時間あたりに噴出する空気の体積を制御する送風装置を用いた．図 5 は，ある一定の高さに設置したノズルから，真下の電子0秤に向かって空気を一定時間噴出し，その風量をX
ε80→x’

f①

計測点
近似関数

7060→y’f’y'

f’x'

50

荷重(g)vγ⊿m4030→

f’20εθ10②→Yv

0→0v

50100

風量(l/min)

図 4 凹凸面に衝突する流体

図 5 風量に対する荷重変化

3150

変化させて，秤にかかった荷重を計測した結果である．
なお，風量変化の範囲は，流量計(使用基準
荷重(g)0.02MPa,20℃)で計測可能な範囲，空気を噴出する装置の限界から，約 40(l/min)−約 130(l/min)まで変化させている．
図 5 より，力の変化が式(1)で示した，風量に対する 2 次関数曲線(y=0.0043×Q2+α)に近似していることがわかる．つまり風量を制御することでお1009080706050403020100

凹形面
平面0

よそその 2 乗に比例した力が噴出空気を受ける面

20406080

高さ(cm)にかかることが分かる．

(a)

なお理想解では風量の２乗に比例する係数が約212040.0026 (A=2.0[mm],ρ=0.12[kg・s /m ], 25[℃]) とな

凹形面
平面

100

るが，実験では理想解の値より大きい力が出てい荷重(g)る．その理由の一つとして，温度，圧力により流体比重量が変化するため，流量計の指示誤差より8060

風量を少なく計測していることが考えられる．

40

検証２：流体を受ける面の形状に対する力の比較
式(2)で示した，風を受ける面の形に対する風圧2000から受ける力の違いを検証するため，ある凹形面

2468

中央からの距離(cm)の受容器の場合と平面の場合において，受ける力の違いを比較する．平面(秤皿を利用：半径 6.5cm)(b)および凹形の物体(半径 5.5cm)の風受容器それぞ

図 6 風を受ける面の形状の違いによる荷重比較

れに対して，受ける力の違いを計測した．さらに，受ける力がある点にかかっているように感じられ，実際の利用では，利用者の持つ風受容器が必ずし提示される位置が風受容器の中心から少しずれるも風を受けるのに適切な位置にこないことも考えと，面を回転させる力を受けるように感じる．そられる．その様な状況を想定し，風受容器とノズのため提示したい力の方向が変化しやすいと思わ

ルとの高さおよび水平方向での位置関係を変化される．風受容器が凹形面の場合，ノズル延長上にせ，空気を噴出した場合の荷重の違いを比較した．

面があれば，噴出した空気を受ける風受容器の位

図 6 に計測結果を示す．

置が少々左右にずれて動いても，面全体に力がか

図 6(a)より，風受容器が凹形の方が，比較的大かっているように感じられ，面を回転させる力もきな力を受けていることが分かる．また，凹形のかかりにくかった．

物体に対してノズルが高くなるほど力が減少する

平面に比べ凹形面で風を受けることで，大きなこと，ある高さまではそれほど減少せず，それを力を受けることだけでなく，提示位置がずれても境に急激に減少していることがわかる．力覚提示受ける力の大きさや方向が変化せず意図しているする高さが変化する場合にはノズルに対する提示力を提示しやすいことも分かった．

位置に応じて，風圧を制御する必要がある．
図 6(b)より，風受容器が平面の場合は，噴出す4. 実装システム

る空気を受け取る位置が中央からずれると，受け本方式の実現性を確認するシステムを構築した．

る力が減少し，風受容器が凹形面の場合は，噴出風圧による力の制御は，前記の検証方法と同様のする空気を受け取る位置が中央から多少ずれても， 風量を制御する方式を採用した．実際には，電圧力は減少していないことを示している．
により風量を制御するエアポンプを用いた．また，また，実際に平面または凹形面の風受容器それ

風受容器としてはユーザの衣服の面を利用するこぞれを手に持ち，噴出した空気を受けた時の力のとが最も負荷が少ないが，肌の露出した部分に少かかり方を比較した．風受容器が平面の場合は，4しでもあたると，本来の風の感覚と受け取られてしまう可能性が高い．このため，ラケットなどの所持物を利用することとし，その先端には，前記ラケット

検証２で述べたように，風の提示位置がずれても提示力が変化しにくい凹形の物体を取り付けた．
アプリケーションは，仮想空間内の穴から飛び出したカッパをハンマーでたたく，カッパたたきとした．このカッパが接触オブジェクトであり，ハノズルンマーが接触判定オブジェクトである．それらが図 8 使用している様子

接触することで，ユーザに力覚を提示することとする．
本システムの構成を図 7 に示す．
仮想空間
磁気センサ

接触判定オブジェクト

ラケット

図 9 仮想空間と現実空間

凹型の風受容器

接触オブジェクト

エアポンプへ供給する電圧を制御し，風を発生させる．このときラケットに取り付けた風受容器は，表示装置
風センサ
制御部

ノズルの真上に位置しているので，風圧を与えることで，風受容器に力がかかり，ラケットを通しエアポンプてユーザに接触したことを提示する．
使用している様子を図 8 に示す．また，使用中

RS-232C

PC

電源の仮想空間と現実空間の対応の様子を図 9 に示す．
表示方法は，それについても拘束しないことが求図 7 システム構成

められるため，一般的な平面ディスプレイや，CAVEシステムの処理の流れを説明する．

および HMD の没入型ディスプレイを使用し，その先端に風受容器を取り付けた軽量のラケットを使用感を比較した．

用意する．仮想空間内では，接触オブジェクトと一般的な平面ディスプレイに比べ，CAVE およびしてカッパを，接触判定オブジェクトとしてハンHMD などの没入型立体ディスプレイに表示するこマーを用意する．そして，ラケットに磁気センサとで，仮想接触している位置と風圧による力覚提を取り付けセンシングし，その位置・向きに応じ示位置が近づき，違和感のない直感的な力覚提示て，仮想空間内のハンマーを動かす．

が可能となった．

仮想空間におけるカッパが出現する穴の位置を，CAVE 版では仮想空間の接触判定オブジェクトで現実世界におけるノズルの位置に対応させるためあるハンマーを表示せず，現実に所持しているラキャリブレーションを行う．具体的には，ラケッケットと，立体視によって浮かび上がったカッパトに取り付けた風受容器を，ノズル口に接触させが接触したように見える擬似的接触を行った．たる．その時の風受容器の位置を検出し，その位置だ，実際には仮想空間内のハンマーとの接触によに対応した仮想空間内の座標を，カッパが飛び出って衝突を判定しているので，磁気センサによるす穴の座標に設定する．以上により，ユーザは現位置の誤差などから，両者の位置関係がずれるこ

実世界のラケットを自由に動かすことで，仮想空とがあり，違和感を感じることがあった．このた間のハンマーを動かし，上下に動くカッパをたため，仮想空間内のハンマーと現実空間のラケットくことができる．の位置が，厳密に一致している必要がある．

仮想空間内でハンマーとカッパが接触した時，それに対し HMD 版では仮想空間内のハンマーと5

表 1 現実物体の衝突力

現実空間のラケットの位置が一致していなくても，衝突力
衝突時間[kg・msec][msec]
硬球ボール(40cm)
25.95
8
硬球ボール(50cm)
29.81
9
ゴムボール
32.105
30
ぬいぐるみ
14.05
10

違和感を感じなかった．つまり，仮想空間内でハンマーが接触する視覚的な接触位置と，現実にラケットが提示を受ける力覚提示位置がずれていても，ほとんど違和感を感じないことが分かった．
今後，拘束しない表示方法と違和感のない力覚の双方についても，ある程度両者を満たす方法を検

衝突時の力討していく必要がある．

109876543210

本システムより，動いている物体との衝突感覚を提示できることを確認した．また使用感として，た．また，ヒヤリングより

硬球テニスボール/約50cｍ
ゴムボール/約1m荷重(kg)

柔らかい物体との衝突感覚を受けることが分かっ

硬球テニスボール/約40cm

実際に叩いている感

じがする ， ハンマーをカッパの穴にかざすと，カッパがぶつかってくる感じがする ， ビーチボールを叩いたように感じる ， 意外に風とは感じず，物にあたっている感じがする ， 自由な姿勢

ぬいぐるみ/約1m

01020時間(msec)

で叩ける ， 装置と接触していないので，壊わし3040てしまう心配がなく安心して使える ，等の回答を

図 10 現実物体の衝突時の荷重変化得た．今後さらに他の力覚提示方式との比較等を

表 1 は衝突力(荷重を時間で積分した値：ΣF・行うことで，詳しく評価を行っていく必要がある．

⊿t)と，衝突時間を記したものであり，図 10 はそれぞれ計測した荷重の時間変化を表したものであ

5. 力覚表現の検討

る．
表 1 や図 10 より，衝突した物質が異なると，衝実装したシステムより，提示された衝突感覚をより豊かにするための方法を検討する．

突力や衝突時間が異なり，その違いから，衝突し5.1 現実の衝突力た力のかかり方が異なることが分かる．この違いで衝突を受ける力覚が異なると考えられる．

まず，現実の物体の衝突力を，風圧による提示で模倣することを検討した．物体が衝突した時の5.2 風圧による衝突力衝突力を調べるために，実際の衝突時の力の波形

次に，風圧から受ける力を計測した．それぞれ噴を計測した．計測装置としては，非常に短い衝突出している時間を 50msec,100msec, 300msec で指時間に対応可能な高いサンプリング周期の荷重セ定し噴出させた．計測装置は定格容量 500g の荷重ンサ(定格容量 10kg)を使用した．

センサで試みた．送風装置は，実装システムで使

この荷重センサによって，サンプリングレート用したエアポンプを使用している．計測結果を図2kHz で荷重計測を行った．衝突させる物体は，風11 に示す．

圧から受ける提示感覚がやわらかい衝突感であっ風圧の力（エアポンプ版、20cm上）たため，今回は柔らかいまたは弾力性のあるものを選んだ．以下の 3 つの同程度の質量の物を，それぞれ続けて示す高さから，荷重センサに落すこ
荷重(g)とで衝突させ計測を行った．
● 硬球テニスボール(58.1g)：約 40cm，50cm● やわらかいゴムボール(59.9g)：約 1m● ぬいぐるみ(46.8g)：約 1m
なお，硬球テニスボールの高さが異なるのは，上記以上の高さから落すと荷重が 10kg を超えてし

120
100
8060
40200-20 050msec
100msec
300msec200
時間(msec)

まい計測できなかったためである．

図 11 風圧の計測

6400600図 11 より，指定した提示時間に応じて，ある程報告は受けていないが，やわらかい衝突感覚であ度噴出している時間が変化していることが分かる． るというヒヤリング回答を得ている．
しかし，風圧装置の提示が始まるまでに 70msec〜5.4 力覚表現の検討

130msec かかり，その後立ち上がるまでに 40mse

現実の物体の衝突力を，風圧による提示で模倣

c 前後かかっている．特に提示が始まるまでのずれすることを検討するため，図 10 と図 11 を比較すがあることがわかる．また，ある程度までは急速る．現実の衝突力と風による提示力の間には，提に立ち上がり，その後徐々に上がっていく．これ

示力の変化や最大値，提示時間に大きな差がある．

より，提示されるまでに時間がかかり，瞬時の提そのため，現システムのエアポンプを使用する場示は困難であることが分かる．
（なお，提示始まり合は，風圧を使用して，現実の衝突と同じ力を提までのばらつきは，エアポンプへの電圧を制御す示することは難しい．しかし，風圧を使って異なる電源装置の周波数が遅いためと考えられ，チョる種類の衝突感覚を表現できれば，仮想空間におッパー方式の電源制御による改善を検討している． いて多様な種類の衝突感覚を利用者に感じさせる
また，今回実装した装置では噴出風量が可変となことが可能となり，風による豊かな力覚表現が実る送風装置を使用しているが，代わりに噴出の ON現すると考えた．そこで今回は，風圧により異な/OFF のみの制御が可能な送風装置を利用することる衝突感覚を表現することを考える．

で，より速い応答周期での制御が可能である．）

図 12 では「やわらかい衝突感覚」というヒアリ
ン グ 回 答 が あ っ た ． 130msec の 提 示 時 間 と ，5.3 仮想空間における力覚提示のタイミング
さらに，本方式は仮想空間の衝突映像と同期し130msec の提示タイミングの遅れなどが，利用者て，利用者に力覚を提示することを前提としていが感じる衝突感覚に何らかの影響を与えている可るため，仮想環境での利用者への提示感覚を検討能性が考えられる．

する必要がある．そこで，仮想空間の映像に対すアプローチ 1：提示時間の制御による検討

る力覚提示のタイミングを調べることとした．そ図 10 より現実の衝突時間は非常に短く，そのよのために，実装システムの仮想空間と現実空間をうな短い時間制御で，風圧による力を提示するこ同時に映像として取り込み，両空間のタイミングとは困難である．しかし図 12 で示したように，を計測した．図 12 は，力覚提示を受ける時の，仮130msec の長さの提示時間でも，利用者には衝突想空間と現実空間双方の映像である．

感覚と感じられる．この場合の提示感覚は，「やわらかい」感覚であったが，提示時間を短くすることで異なる（硬い）感覚表現の可能性が考えられる．図 11 より風圧により 130msec の長さの提示時間をある程度制御することは可能なので，この制御可能範囲で表現可能な衝突感覚について，提示時間の長短と衝突感覚の間の関係を評価していく予定である．

左 ：仮想物体衝突 (1 フレーム以内)
中央：4 フレーム後(約 130msec)風圧提示
右 ：さらに 4 フレーム後(約 130msec)風圧提示終了

アプローチ 2：タイミング制御による検討
図 10 の現実の衝突力を見ると，やわらかいゴムボールは，硬い硬球テニスボールに比べ，立ち上

図 12 仮想と現実空間がりが遅く，荷重変化を表した山のピーク位置が

図 12 からも，図 11 で示した提示のずれがみら後にずれていることが分かる．そこで，仮想衝突れる．図 12 によりユーザが仮想空間で仮想物体のの映像のタイミングに対して，提示する力のタイ衝突を見た後，現実空間では約 130msec 遅れで風ミングを変化させることで，仮想空間を体験して圧が提示されラケットがしなり始め，さらに約いる利用者に異なる質の衝突感覚を提示できるの130msec の間，力が加わっていることが分かった．

ではないかと考えた．つまり，図 10 に示したよう同様の計測を数回行ったが，概ね同様の結果を得な硬球テニスボールややわらかいゴムボールの間た．

での力の立ち上がり方の違いを，風による力覚提また使用感として，提示のずれを感じたという7

示のタイミングの変化により模倣することが可能システムの実装，および風圧による豊かな力覚表ではないかと考えた．

現の検討について述べた．また，本方式の発展と具体的には，エアポンプによる提示遅れなどもして具体的なアプリケーションを紹介し，多人数考慮し予め衝突タイミングを予測し，衝突する映への拡張が可能であることを示した．以上より，像に合わせて，提示力の山を合わせることで，硬本方式によって無拘束インターフェースの実現の球テニスボールのような速い立ち上がりの力を模基盤を示した．

倣することなどである．このような，タイミング我々の最終目標は入出力全てが無拘束なシステ制御による力表現が可能となれば，より豊かな提ムである．その中で，本方式は無拘束性の実現が示ができるのではないかと思われる．

最も難しいと思われる力覚提示について検討したものである．真に無拘束なシステムを実現するた

今後，本方式を実現し，その使用感を評価してめには，表示方法や位置検出方法についても検討いく予定である．

が必要である．これら個別の技術の開発とそれら

6. 今後のアプリケーションの発展を組み合わせたシステムの開発を通して，より無今回実装したアプリケーションは，提示位置が拘束性の高いインターフェース技術を実現してい一箇所であったが，複数に拡張し多人数に対応しきたい．また，今回は１軸での力覚提示についてたアプリケーションに発展させることが考えられ述べているが，２軸に拡張していく等，柔軟な提る．具体的なアプリケーションの一つとして，ハ示位置を実現するための検討も行っていきたい.

ンマーを持った複数の利用者が，自由に動き回り，これらの無拘束な道具の実現によって，家庭の中複数のカッパを叩いていくアプリケーションが考にその道具が入り，広く一般の日常生活においてえられる(図 13)．

も利用できるようになることを期待している．

実現方法としては，風受容器を取り付けたラケ

文ットを複数用意する．そのラケットを複数の利用[1] C．Cruz-Neira，D．J．Sandin，T．A．Defanti，

献者に持たせ，利用者はそれぞれ自由に動き回る．

Surround-Screen Projection-Based Virtual Reality: The Design

そして，利用者の風受容器の位置に応じて，それand Implementation of the CAVE ，Proceedings of SIGGRAPH

ぞれの送風装置から風を噴出する．このように本93，pp．135-142，(1993)．

方式の特質である無拘束性により，一人のユーザ[2] T. H. Massie and J. K. Salisbury.

に対して特定の送風装置を割り当てる必要がなく,"The PHANToM Haptic Interface: A Device for Probing Virtual

複数の送風装置を複数のユーザがそれぞれ利用しObjects." Proceedings of the ASME Winter Annual Meeting,

多人数で共有することができるため,多人数へのSymposium on Haptic Interfaces for Virtual Environment and

拡張が容易に可能である．

Teleoperator Systems, Chicago, IL, Nov. 1994.
[3]佐藤 他: “空間インタフェース装置 SPIDAR の提案”, 信仮想表示学会論文誌 D-Ⅱ, j749-D-Ⅱ(7), pp.887-894, 1991
[4] 廣瀬,他: “ワイヤーテンションを用いたウェアラブルフ
ォ ー ス デ ィ ス プ レ イ の 開 発 ”, 日 本 VR 学 会 大 会 論 文集,Vol.3pp1-4,(1998.8)

現実空間[5] CyberGrasp: http://www.virtex.com/[6] 鈴木 他: "仮想空間における風圧による力覚提示", VR
学研報 Vol.4,No.1 CSVC99-20, pp.37-42, Oct. 1999
[7]小林，廣瀬:"風覚ディスプレイによるデータの提示"，
Progress in Human Interface,Vol.2 No.1 pp.13-18(1993)

図 13 多人数共有の適用例[8]生井武文: ”流れの力学”,コロナ社,1976

7. おわりに
本稿では，無拘束を目指したインターフェースとして，風圧による力覚提示方式について述べ，

8