デジタルヒューマン技術－人間をシステムとして捉える：ヒト指の構造と触覚認識機構のモデリング

摘要

本稿では，まず，筆者らが行ってきたヒト皮膚の有限要素解析について述べた．触覚は，皮膚自身の弾性変形を検出する感覚である．そのため，皮膚の力学的特性を解析することが触覚認識機構解明のために重要である．有限要素解析により，ヒトの知覚機構を解明するのみならず，触覚センサや触覚ディスプレイといった次世代感覚デバイス開発のための指針を得ることができる．つぎに，有限要素解析，受容器フィルタリング，触感認識部のニューラルネットワークモデルからなる触感認知モデルについて述べた．有限要素モデルのひずみエネルギーは受容器の発火信号と相関があるため，脳の認識機構のモデルと結びつけることにより，ヒトの触覚認識の入出力過程をモデリングすることが可能である．認識過程をコンピュータ上で再現できることは，皮膚構造による非線形情報変換，各受容器の役割，体性感覚野のシステムなどを定量的に検証できることにつながる．これは，ロボットのような人工物にヒトと同様の感覚系を付与することにもつながるであろう．今後，触覚を含めた感覚システムの工学的研究と，脳科学や生理工学，認知情報学，心理学等の研究とがスパイラルに進展することが，新しい人間理解および物創りの発展に寄与するものと考えている．