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【2h】

点接触型力覚呈示装置による変位情報に基づいた平面形状知覚特性

机译:点接触式力显示装置基于位移信息的平面形状感知特性

摘要

三次元力覚・触覚呈示装置は,次世代の三次元触覚ディスプレイとして重要である.この装置の特徴は,呈示する反力の大きさ・方向・位置を独立に制御可能な点で,特に2つ以上の反力ベクトルの補間による平滑化は,少ない情報量・計算量で滑らかな形状を呈示するために特に有用性が高く,これに関する人間の特性の解明が必要である.本論文では,1点接触型・3自由度の力覚呈示装置PHANToMを用い,平面の中央が幅2w,高さhのなだらかな山型に盛り上がった形状を,反力の方向を固定し変位情報のみを呈示するという条件下で,w,h,および刺激形状の硬さsを変化させ,ヒトが平面であると判断するパラメータを特定し,その絶対閾を極限法により求めた.その結果,sが0.25?0.5 N/mm,wが20?40 mmの範囲では形状高さが絶対閾hat= 0.034 ・w + 0.022以下である場合に,また wが5?20mmの範囲では形状の高さhにstiffnessを乗じた値が0.18N以下であれば,ヒトは平面と判断するとしてよいことが分かった.Haptic/force feedback device is an important type of three- dimensional haptic display whose application fields include computer aided design and surgical simulation. With such a device, three elements of feedback force (magnitude, direction, and displacement) can be controlled independently to give haptic illusion as well as natural haptic simulation of virtual objects. To date, however, shape perception factors have not been well studied. This paper presents experiments on the effect of displacement in plane shape perception with a point contact type force feedback device. The subjects changed the height h of smooth mountainous stimulus shape (width 2w and stiffness s) to determine parameters and their thresholds for the shape perceived as flat. The feedback force direction was fixed upward, the same as a horizontal plane, to see the effect of displacement. A shape is felt to be flat (1) if its height is smaller than absolute threshold value hat = 0.034 ・w + 0.022 (where s is 0.25--0.5N/mm and w is 20--40mm), or (2) if force for its height h, calculated by h ・s, is smaller than 0.18N (where s is 0.25--0.5N/mm and w is 5--20mm).
机译:3D力/触觉显示设备作为下一代3D触觉显示器很重要。该设备的特点是可以独立控制要呈现的反作用力的大小,方向和位置,特别是通过插值两个或多个反作用力矢量进行平滑处理,只需少量的信息和计算即可实现平滑处理。这对于呈现形状特别有用,并且有必要阐明与此有关的人类特征。在本文中,我们使用了一种单点接触式3-DOF力感显示设备PHANToM,以平缓的山峰形变了宽2w宽,高h的平山形,固定了反作用力的方向。在仅呈现信息的条件下,改变刺激形状的w,h和硬度s,指定判断人为平面的参数,并通过极限方法获得绝对阈值。结果,当s在0.25至0.5N / mm的范围内并且w在20至40mm的范围内时,形状高度低于绝对阈值帽子= 0.034·w + 0.022,并且在w的范围内为5至20mm,形状为我们发现,如果人类的高度h与刚度相乘所得的值等于或小于0.18N,则可以认为人类是扁平的。触觉/力反馈装置是一种重要的三维触觉显示器,其应用领域包括计算机辅助设计和外科手术模拟。通过这种装置,可以独立控制反馈力的三个元素(大小,方向和位移)以提供触觉错觉以及虚拟对象的自然触觉模拟。然而,迄今为止,对形状感知因素的研究还不够深入。本文介绍了使用点接触型力反馈装置对平面形状感知中位移的影响进行的实验。更改平滑的山地刺激形状的高度h(宽度2w和刚度s),以确定用于感知为平坦形状的参数及其阈值。将反馈力方向固定为与水平面相同的向上方向,以查看位移的影响如果形状的高度小于绝对阈值hat = 0.034 ・ w + 0.022(其中s为0.25--0),则认为该形状为平面(1) .5N / mm且w为20--40mm),或(2)如果以h·s计算的其高度h的力小于0.18N(其中s为0.25--0.5N / mm且w为5 --20mm)。

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