特任教授らは、遠隔地に細やかな触感や存在感を伝えられる「テレイグジスタンス注1)」システムを用いたロボットを世界で初めて開発しました。近年、遠隔コミュニケーション、災害救助、医療などさまざまな場面で遠隔操作ロボットの利用が進んでいますが、これらのロボットを操縦者の分身として自在かつ安全に扱うためには、ロボットがいる遠隔地に自身が存在しているかのような高い臨場感を与えることが不可欠です。これまで、研究者らは「テレイグジスタンス」という概念を提唱し、このような高臨場感伝達技術の研究開発を進めてきました。V注2)」を開発しました。絹布のサラサラ感、デニムのゴワゴワ感などの触感の違いまでは伝達できませんでした。V」と統合することにより、遠隔環境の細やかな触感を伝えるテレイグジスタンスに世界で初めて成功しました。サービス産業、エンターテイメント分野などさまざまな応用が期待されます。Technologies部門に採択され、2012年8月5日(現地時間)よりロサンゼルス・コンベンションセンターにて展示されます。本研究によって開発されたテレイグジスタンスシステムが動作する様子は、下記サイトにてご覧いただけます。平成21年10月~平成27年3月JSTはこの領域で、実空間コミュニケーション、ヒューマンインターフェース、メディア処理などの要素技術を融合・統合し、「人間と情報環境の調和」を実現するための基盤技術の構築を目標としています。上記研究課題では、視覚や身体運動と統合された触覚情報提示の設計手法を確立し、実空間コミュニケーション、ヒューマンインターフェース、メディア処理が融合した、見て・触れる知的な情報環境の構築を目指します。<研究の背景と経緯>舘教授らは1980年より「テレイグジスタンス」という概念を提唱し、感覚伝達技術の研究開発を進めてきました。テレイグジスタンスは、高い臨場感を持って自分がいる空間とは別の空間を体験できるだけではなく、逆に、自己の存在感を伝えることを可能とする、双方向のコミュニケーション技術です。テレイグジスタンスは、従来から研究開発が進められている医療応用や災害や事故現場への適用にとどまらず、オフィスワークへの遠隔地からのロボットを介した参加や、病床の生徒の遠隔通学などの新規分野へも進出し、徐々に社会に根付き始めています。社会の変革に伴って、コミュニケーションを高度化するニーズが急速に高まっており、テレイグジスタンス技術の発展に大きな期待が寄せられています。テレイグジスタンスの実現には、バーチャルリアリティ技術・ロボット技術・通信技術の高度な統合が不可欠です。人が実際に目の前の物を見たり触れたりしたときに得られる感覚を、ロボットを通して本質的に正しく伝える必要があります。加えて、ロボットの感覚情報を一方的に人に伝えるだけでなく、反対に人の身体の動きをロボット側で再現する必要があります。これを達成するため、人と同等のサイズおよび自由度を持つアバター(分身)ロボットと、人の動きを計測し感覚を提示するためのインターフェースの研究開発が世界的に進められています。アバターロボットの体が、自分の分身となったかのような一体感を持って自在に行動できるようにするためには、人とロボットとの間における視覚・聴覚・触覚などの感覚と運動の伝達を高い精度で同期させる必要があります。視聴覚に比べて触覚の伝達技術はいまだ発展途上にあり、一層の研究開発が求められています。V」を2011年に発表し、遠隔地にいながらまるで目の前の物に直接触れているかのように感じられることを世界に先駆けて示しました。指先が押し込まれる力(押下力)と指先に加わる水平方向の力(せん断力)と物体表面の温度を伝えることに成功し、ユーザーは物を握ったときに指先に力を感じ、温もりや冷たさまでも感じられることを実証しました。物体表面の細かな触感を伝えることはできませんでした。<研究の内容>今回の研究では、アバターロボットの指先に搭載し触感を計測する触覚センサーと、操縦者の手に装着し手の詳細な運動を計測するとともに触感を提示するグローブ型の触覚ディスプレイを新たに開発しました。触覚センサーは、指先と物体との接触力を計測する圧力センサーに加え、広い周波数帯域の振動を計測する音響式触感センサー、および温度センサーを内蔵しています。3要素の提示を実現しました。これにより、布と紙などの物体表面の細やかな凹凸による触感を伝達できるようになりました。<今後の展開>本研究で開発された触感を伝えるテレイグジスタンス技術は、従来の高臨場感コミュニケーション技術で課題であった触覚情報の伝達に対して大きく貢献するものです。分野への貢献が期待できます。遠隔地の人や物に違和感なく触れられることで、見て聞くだけではない能動的で身体的な体験を提供できるようになり、遠隔体験や疑似体験がより豊かなものになります。旅行の遠隔体験において現地に行かなければ分からなかった物の肌触りなど感性に訴えかける体験や、教育・訓練において「身体で覚える」ことなどコミュニケーション、エンターテイメント、教育、福祉、などの分野へも幅広く貢献することが期待されます。テレイグジスタンステレイグジスタンスとは、その場にいながらにしてまるで遠隔地にいるかのような感覚を得ながら作業やコミュニケーションを可能にする技術です。具体的な実現方法の例として、遠隔地に自分の分身となるアバターロボットを配置し、ユーザーがコックピットからアバターロボットを操縦する「マスタースレーブ」と呼ばれる関係を構築する手法があります。このときユーザーの行動や発話の情報をロボット側に伝えることでユーザーとロボットの行動を同期し、さらにロボットのセンサーを介して得るさまざまな感覚情報をユーザーにフィードバックすることでユーザーがロボットと一体となった感覚を与えます。TELESARシリーズ本研究グループは1980年に提唱したテレイグジスタンスの概念に基づき、実証のためのロボット「TELESAR」シリーズを開発してきました。Iで実証され、操縦者が遠隔地にロボットを介して入り込む感覚を与えることを示しました。IIでは、あたかも自分が遠隔地にいるかのように感じることができるだけでなく、遠隔地にいる人々がロボットではなく操縦者と実際にコミュニケーションをしているように感じることができる“相互テレイグジスタンス”の可能性を示しました。IIIでは操縦者への自然で違和感のない視覚を提示し臨場感を向上させるために腰部の自由度が有効であることを示しました。IVでは、自由に歩き回りコミュニケーションを行うことを達成しました。Vは、TELESARシリーズの最新作であり、触覚情報を伴う身体性の高いテレイグジスタンスの実現を目指して研究開発が進められています。いった7種類の感覚要素を運動と同期して組み合せることで表現可能であるとする考え方で、本研究グループによって命名されました。人の皮膚感覚においては、皮膚直下に存在している数種類の触覚受容器(触覚を検知する細胞)が神経信号を発信し、脳がこれを合成することで触覚が得られることが知られています。圧覚・振動覚はMeissner小体、Merkel細胞、Pacini小体、Ruffini終末といわれる4種類の触覚受容器が存在し、それぞれ異なる刺激によって活動することが知られています。