ベルベットハンドイリュージョン(VHI)とは、滑らかな触覚を演出する錯覚現象である。本研究では、触覚のVRに資するVHIの錯覚強度の変化させるための物理刺激条件を調査する。このため、平行な二本の鋼線に速度の異なる運動をさせ、間隔尺度法によって被験者に速度差なしのVHIを基準とした錯覚強度を評価させた。その結果、速度差が生じている場合、VHIは発生するが錯覚強度は低下することが明らかになった

VR において意図した感覚を生成するには、刺激と感覚生成の関係を表す数理モデルが重要である。本研究では、定式化された数理モデルの予測能力を定量的に評価するために、交差検証法を用いた評価手法を新しく提案する。本手法によれば、従来の有意検定と異なり、定式化された数理モデルが感覚を表現する能力を定量的に評価することが可能となる。本手法の妥当性を検証するために、別途実施された実験で得られた実験データに本手法を適用した。ここで活用した実験とは、VHI の強度を被験者が主観的な数値による報告で評価したものである。その結果、感覚値の変動可能範囲、およびモデルが予測する感覚値の正確さを数値で示すことに成功した。

触覚の仮現運動では移動方向を知覚できるが、ある条件では提示方向とは逆の方向を知覚する。この移動方向逆転現象は刺激が2点の場合に始点と終点が錯綜して発生しやすいが、我々は刺激を5点にした場合でも現象の発生を確認した。それでは5点の場合に、この現象が何故起きたのか。仮現運動の終点から始点に戻る際に逆転を知覚しているのか、または時間が経つにつれて5点の残効が影響したのか。本稿では、これらの可能性を確かめるべく実験を行ったのでその内容と結果について報告する。

指先における空間解像度の指標としてギャップ検出閾がある。これらの閾値は主に平板上において計測されており、テクスチャのような粗い表面上での計測はほとんどなされてこなかった。本発表では、物体の表面粗さを変化させた際にギャップを知覚する閾値がどのように変化するかに関して報告する。紙やすりで粗さを変化させた試料を用いてギャップ幅の知覚閾値を恒常法によって計測した。

本研究では、腱に与える振動刺激によりその腱が伸びたと感じる運動錯覚現象(KI)を利用したﾘﾊﾋﾞﾘﾃｰｼｮﾝｼｽﾃﾑの実現を目指している。ﾗﾊﾞｰﾊﾝﾄﾞｲﾘｭｰｼﾞｮﾝ(RHI)とは、自分の手に模型の手を重ねそれらを同時につつくと模型の手の刺激位置に触角を感じる錯覚だ。手に被るようにLCDを設置しそこに動画映像を流しRHIを発生させると、RHIによりKIが促進されることを調査し、特に自己身体感覚を誘起するためのRHIの慣らしの方法論を確立する。

著者らは、振動刺激により手首に生じる伸展方向の運動錯覚について研究を進めてきた。本研究では、惹起される錯覚の可動範囲を拡大するために、手首の屈曲方向に錯覚が生じる振動刺激条件について調査した。実験では、被験者が手首の伸筋腱に振動刺激を印加したときに感じる錯覚量を主観的な間隔尺度で回答した。この結果、屈曲方向の運動錯覚を惹起するために必要な伸筋腱を選定した。

我々の先行研究では、自己身体軸を基準とした場合の上下方向ベクションの有無および加速度感覚が正中面の音像定位に及ぼす影響を調べた。音像定位の脳内表現には、自己中心座標系と空間内の対象を基準とする環境中心座標系の2通りがあり、どちらの表現を用いるかで異なる音像定位が行われる可能性がある。本研究では、環境中心座標系において先行研究と同様の課題を実施し、空間表象の参照枠による違いを検討した。

筆者は、様々な音場評価において視覚を併せて提示することの主観的な効果についてこれまでに検討してきた。本報では、車室内騒音の主観的印象を調査する際において、車室内および車窓から流れる外部の風景を併せた映像情報の呈示による音場の主観的影響の変化について、SD法を用いて検討したので、これを報告する。

個人の頭部伝達関数(Head-Related Transfer Function、HRTF) の取得時における被験者の身体的負担を軽減することを目指し、3D スキャナ・3D プリンタおよび耳型を用いた頭部モデルを用いて、HATSおよび3 名の被験者のHRTF の取得を試みた。その結果、HATS に関しては、本体を用いて得られたHRTF は、頭部モデルを用いて得られたHRTF と良い一致を示した。その一方で、被験者の頭部モデルを用いて得られたHRTF は、本人について測定されたHRTF と大局的には一致がみられたものの、細部の特性には差がみられた。

本研究では実空間中の音響に対し立体音響を重畳することで音響に関してのARを行いバーチャル情報の実在感を高めることを目標としている。音の提示手段として骨伝導を利用することで耳介周辺を閉塞せず直接劣化のない実空間による音響刺激と提示音響との重畳が可能である。本稿ではこの方法によって異なる特性の音響を提示することによって授聴者への印象制御を試みた結果について報告を行う。

絵画的手法の一つに逆遠近法というものがある。遠近法とは、近くのものを大きく描き、遠くのものを小さく描くことで、実際の視覚に基づいた表現であるといえる。一方逆遠近法では近くのものを小さく描き、遠くのものを大きく描く。ペーパークラフトであるGathering for Gardnerの”Thinky the Dragon”などが逆遠近法を活用した例として有名である。この作品は逆遠近法とホロウマスク錯視を組み合わせてドラゴンが常にこちらを見ているように見えるというものである。この錯視をモニタに応用することで動画やコンテンツを動的に提示することができるため、ユーザに向けて常に情報を提示するデジタルサイネージやエンタテインメントに活用できるのではないかと考えた。そこで”Thinky the Dragon”の鼻部分がコーナーキューブ型であることに着目し、逆遠近法によって凹凸が逆転することを狙い、3枚のモニタを用いてコーナーキューブ型モニタを作成し、このモニタに提示する映像を工夫することで提示する映像や情報が常にユーザを追いかけながら向きを変えるモニタにすることができると考え検証を行った。さらにバーチャルリアリティ環境でシミュレーション環境を構築し、実際に錯視が有効となる範囲を検証した。実験の結果バーチャルリアリティ環境を用いて錯視の知覚範囲の検証を行うことができた。検証の結果、錯視の知覚範囲が分散はあるものの左右対称であることがわかった。今後の研究では実際にモデルをペーパークラフトに出力し、バーチャルリアリティ環境と同様の実験を行い、バーチャルリアリティ環境の実験環境の正確性を検証した後にペーパークラフトの錯視立体図形にプロジェクションマッピングによって映像を投影することで錯視することのできるモニタを研究していこうと考えている。

近年、目的地への誘導案内に音声が利用される事は一般的となっているが、誘導案内音声と環境音を同時聴取する事は難しく、適切な状況認識が阻害される恐れがある。骨導音は気導音と異なる伝達経路を通る為、音声による誘導案内に対し有効であると考えられる。本研究では定位感を利用した音声誘導案内を目的として、頭部伝達関数（HRTF）が畳み込まれた骨導音による誘導案内システムを作成し、その性能について検討を行った。

近年、災害現場の2次災害防止のため、ショベルカーの遠隔操作に関する研究が行われている。しかしながら、ショベルカーの遠隔操作をすることができるオペレータが減少している。そこで、本研究では簡易モーションベースを用いて慣性力を呈示することや直観的な操作を可能とすることで、初心者の技能訓練のための高臨場かつ直観的な遠隔作業を可能なテレイグジスタンスシステムを提案する。

近年、ＧＰＵを搭載したサーバで３Ｄレンダリングした映像のみを圧縮して送信し、クライアント側で復号して表示することが増えてきている。本稿では、ＧＰＵが内蔵しているハードウェアコーデックを用いて、画質劣化のわかりにくい動領域は画質を落とし、画質劣化のわかりやすい静止領域を高画質に映像圧縮することにより、４Ｋの大画面を、高画質、低帯域で伝送可能な画面転送方式を開発したので報告する。

ロボットを用いないテレプレゼンスサービスでは移動ができないため、インフォーマルコミュニケーションに制約がある。我々は実運用可能な機材構成でこの問題を解決すべく、一部屋に複数設置した全天周カメラの映像を伝送し、3 次元空間に配置した上でその間を移動しながら同じ領域が見えている二つの映像間をクロスフェードすることで、カメラの設置位置間を自分の身体が素早く移動したような体験の出来るシステムを構築した。

マスタースレーブ式ロボット操縦システムを用いて人間の細かな手の動きをロボットハンドで再現させるには、操縦者の手指姿勢を正確に計測してその情報をロボットに適切に反映させる必要がある。本研究では9軸慣性センサを用いて人の指先位置と方位を推定し、その手指姿勢をロボットに再現させる計算手法を構築した。この手法を用いることで操縦者ごとの手の大きさや形の違いによらずロボットハンドによる精緻な作業が可能になる。

VR空間内の物体の触感を指腹に提示可能なグローブ装着型の触覚提示システムを提案する。9軸慣性センサを用いて手指の位置と姿勢を計測し、VR空間内のアバターハンドに反映させる。アバターハンドとVR空間に置かれたバーチャル物体との接触状態を推定する。接触状態に基づいて、触覚提示モジュールを用いて触覚刺激を指腹に提示するシステムである。予め物体の表面に設定する触感情報に基づいて、振動と温度とをユーザの指腹に提示する。

スマートフォンなどに搭載されるカメラでARマーカを認識することで、カメラの位置を推定する技術が普及している。しかし、認識を容易にするためマーカ提示面自体の表現が制限されるという問題がある。そこで、ディスプレイの各画素の色度を高速で振動させて重畳した不可視のARマーカからスマートフォンの位置を推定する手法を提案する。本稿では、位置が1 mm程度の誤差で推定可能であることを確認した。

本研究では、空中像表示とその視点からの撮影が可能な光学系を提案し、その評価を行った。空中像光学系によってCGキャラクターを現実空間に表示させたとき、このキャラクターとのインタラクションを成立させるためにキャラクター視点からの人の行動計測が必要となる。そこで空中像表示位置からの撮影手法を提案する。具体的には、空中像表示用ディスプレイと撮影用カメラをハーフミラーによって共役な位置に配置し、その2つを再帰透過光学素子によって光学的に転送する。提案手法の評価として空中像の可視範囲とカメラの撮影可能範囲を検討した。

プロジェクタの投影光を完全なビーズ型再帰反射スクリーンで反射させると、本来実像が結像する位置に虚像を提示でき、スクリーンを顔前にオフセットさせても乱れることなく像を観測することができる。しかし、実際はビーズの形状が疎らで屈折率が一定ではないため像にボケが生じる。動作を確認するため、真球で屈折率が一様なビーズを用いて頭部搭載型プロジェクタの構成をとった際に提示される投影像の解像特性を理論的算出した。

プロジェクションマッピングにおいて観測者の動的な注視点付近に高解像度な映像を継続的に投影して、投影像をつなぎ合わせた大きな映像を生成する際には、モーションブラーなど投影像の品質劣化の課題があった。本稿ではミリ秒オーダの制御が可能な高速光軸制御系と高速プロジェクタを投影像のダイナミクスを打ち消す形で組合せ、光学的に動的な投影状況における高解像度な静的映像投影手法を提案する。評価実験により高い幾何学的整合性に加え、時間的整合性における課題を確認した。

CGと実写画像を違和感なく合成するためには、光源の整合性が求められる。このため、光源位置を正しく把握する必要があり、理想的な条件下では深層学習を用いて良好な結果が得られている。そこで、ノイズを含む画像でも光源推定が可能か検証した。その結果、ノイズを含んだ画像でも深層学習を用いて平面の陰影画像から光源位置を推定できた。また、標本点を増やすことでノイズの影響による損失を抑えることができた。

近年注目を集めている動的プロジェクションマッピングでは、対象物体の位置姿勢をリアルタイムで推定する必要があり、筆者らは物体輪郭を用いる手法の有効性を示してきた。さらに、この手法を基に輪郭の連続性を利用し、背景や操作者に対して頑健化を図る手法を提案している。しかし、その精度や頑健性について十分な評価が行われていない。本稿ではモーションキャプチャをground truthとした定量的な評価を行い、この手法の有効性を検証する。

脳下垂体腫瘍手術は神経内視鏡を用いて経鼻的に行う。本研究ではスマートグラス（MicrosoftR HoloLens）を用いた神経内視鏡手術教育システムを開発した。患者のCT/MRIから作成した3D-CGモデルに対しマーカを設置した模擬内視鏡を挿入すると、内視鏡操作に連動して仮想内視鏡視野がスマートグラスに表示される。仮想視野と実際の手術ビデオの比較を行った結果、実術野との整合性は概ね良好であった。

我々は熟練者の実手術映像に学習者の鉗子を重畳することでスキルを効率的に学習する追体験型の腹腔鏡手術トレーニング装置を開発してきた。しかし、このシステムではモニタ上におけるモニタ面方向の追従性に比べ、モニタの奥追方向の追従性の精度が低いという課題があることがわかった。そこで奥行方向を把握する手がかりとして鉗子の触れる内臓壁を遭遇型力覚提示装置で再現し、力触覚フィードバックを学習者に与えることで鉗子位置の再現性の改善を試みる。

不等像視とは、左右の眼で感じる像の大きさが異なる状態のことであり、眼疲労の原因となる。現在の眼科領域の診療では、左右眼への提示像の分離に赤緑眼鏡を利用し、直径比が様々に異なる半円の組を観察することにより不等像視検査を行っているが、斜視や回旋といった症例を有する患者への適用は困難である。本研究ではヘッドマウントディスプレイと提示指標の調整が可能なインタフェースにより不等像視を測定する手法を提案する。

高齢者の中には、環境に応じて行動を微調整することが困難になる者がいる。障害物を避けるためには、この調整する能力を高める必要がある。しかし、実際の環境を通して、"ぶつかりながら覚える"ことは転倒や怪我に繋がり、現実的な訓練方法と言えない側面がある。そこで、環境に応じた行動の調整能力を向上させるためのVR環境を構築する。VR環境の隙間通過行動を測定し、実環境における身体運動特性を再現できているかを検討した。

外発的な運動に運動主体感を伴わせることで、パワーアシストや筋電気刺激トレーニングの効果の向上等が期待できる。本研究では、前腕の自発運動時に筋電計測を行い、直後に筋電気刺激を与え、大きな運動に誘導するシステムを構築した。また、運動主体感と関係する運動と刺激のタイミングのずれの知覚について検証し、刺激の潜時を120-200msにした場合、運動と刺激が主観的に同時であると被験者が感じる傾向が明らかとなった。

ハンガー反射とは針金ハンガーを頭に被ると不随意に頭が回旋してしまう現象であり現在ハンガー反射は頭以外に腰や手首、足首において同様の現象が観測されている。しかし、足首におけるハンガー反射は他の部位に比べ、強い回旋力は確認されていなかった。我々は原因が足の形にあると考え、本稿では足首形状補完時のハンガー反射の発現結果についての報告とそれとは別にシリコン使用による効果的な発現の実験について報告する。

これまでに、多指装着型の吸引触覚ディスプレイを提案し、指先皮膚への分布的な吸引圧刺激によって硬軟感や多方向の力覚が生起することを実験的に示してきた。本稿では、空間的に高解像度な面状圧覚を提示する装着型吸引触覚ディスプレイを実現するため、吸引口群の口径および口間距離が生起する面状圧覚に及ぼす影響を調査した。実験の結果、吸引口間距離が大きくなるにつれて、二点吸引刺激を面状圧覚と知覚し難くなる傾向が示された。また、吸引口径が小さいほど面状圧覚を生起し易い傾向が示されたものの、知覚強度は低下するとの報告も得られた。刺激強度とのトレードオフの関係については今後の議論が必要である。実験に用いた設計要素の範囲では、口径および口間距離をそれぞれ1。7 mmおよび1。1 mmとすることで空間的に高解像度な面状圧覚提示が可能となることが示された。

指腹における吸引圧分布を制御することで硬軟感や多方向の外力が生起される。この現象を用いた吸引圧触覚ディスプレイは指腹への高密度な力分布提示が可能であり、VR物体把持における触覚のリアリティを大幅に向上させる可能性がある。本研究では本装置に必要となるハプティックレンダリング手法を開発する。本論文では、剛体－柔軟物接触シミュレーションを基礎とした接触力分布の実時間計算法とその性能評価について報告する。

手掌部に偏りのある吸引圧刺激の分布を提示することで疑似的な把握感を提示することを目的とする。本稿では、把持した円筒上の物体に並進と回転の4方向の外力が作用した際の手掌部に生じる刺激について検討し、また、吸引圧刺激を用いて手掌部全体に刺激分布を提示出来るデバイスを制作した。作成した刺激分布による把持物体の移動感覚の提示が可能かを検証するために、制作したデバイスを用いて心理物理実験を行った。その結果、把持物体に作用する力の方向を提示するためには、接触面ごとに刺激を偏らせた分布が有効であることが示唆された。

我々は、振動刺激を指先に提示すると指先に力が加わるような力覚様感覚について研究してきた。この現象をボタンスイッチ等に利用すれば、押下動作時に振動刺激の強度やタイミングを変化させることによりクリック感や操作感の制御が可能になると考えられる。そこで、振動子と空気圧分ピンシリンダを組み合わせたアイソトニック（等張性）ボタンおよび振動子とロードセルを組み合わせたアイソメトリック（等尺性）ボタンを試作し、押下時の指の運動を評価した。結果として振動の提示に対応して押下運動軌跡の変化が観察された。

握力の発揮には複数の指が関与し、相互作用することが知られている。この指の相互作用を制御することにより握力を調節することが出来れば、主観的な対象物体の重さ改変による重力感提示、運動中の適切な握力の教示等に利用できる可能性がある。本研究では特定の指の姿勢を制御することで握力が変化するという現象について報告する。

本研究では、視覚情報と身体感覚の間にずれが生じる没入環境において、映像遅延がユーザーのパフォーマンスに与える影響について調査した。最小遅延の平均が4。3ms、標準偏差が0。38msであり、高速カメラと高速プロジェクタからなる任意遅延時間制御可能な入出力システムを開発し、従来研究では未調査の低遅延領域のパフォーマンスの探索を可能にした。10人の被験者に対して、フィッツの法則に基づくポインティングタスクを実施し、24。3msから44。3msの間にパフォーマンスが減少し始める領域が存在することを明らかにした。

我々が日々、外界の情報を適切に知覚し行動するために、身体イメージは欠かせない認識である。本研究は、特殊な身体イメージを持つ前腕欠損のユーザに着目し、身体イメージに基づいて制作した義手の効果を検討して、ユーザの行動・心理的影響を定性的に考察した。直感性や機能性の向上による限定的なタスク達成の効率化と、認知負荷の軽減による行動・心理変容が副次的な効果として確認された。

人間の身体錯覚に関して多くの研究が行われてきた。それを身体転移錯覚、またはラバーハンド錯覚と全身錯覚と呼ばれている。先行研究には、多感覚（視覚、触覚など）の衝突によって健康な人間でも自分の体に対する所有感を失うこともあるという。本研究は、脳コンピュータインターフェスを扱って無意識に身体転移錯覚を発生させ、ユーザー自身をサイバー空間に投影する。

近年、物体の見た目を変化させることで、知覚に影響を与える錯覚が注目されている。なかでもゴムの手を用いたラバーハンド錯覚による、身体の視覚的変化による錯覚の研究が特に行われている。そこで本研究では、画像処理によるユーザの身体の色を変化させることで身体特徴の見た目を多様に変え、それによって引き起こされる重さ判断に関する錯覚に関する新たな可能性について検討を行う。

全身で没入するVRゲーム等において運動主体感や身体所有感が生じたアバタは自己の代替身体となる。この際、アバタと実際の身体のどちらに従って自己の身体のサイズ感が知覚されるかは定かでない。本研究では、身体のサイズ感を把握することが求められる環境としてVRツイスターを構築し、アバタのサイズを様々に変えた場合に、身体のサイズ感知覚に基づく実際の身体動作に生じる影響について検証と考察を行った。

我々、未来の運動会プロジェクトでは「スポーツハッカソン」という手法で競技づくりを行っている。IT分野におけるハッカソンをスポーツ競技づくりに援用したものである。実際にどのような手順・流れで取り入れられているのか。2018年に開催した「未来の大阪の運動会」を事例に、実施・運営面及び、運動会種目づくりを行なった人のインタビューをもとに知見をまとめ、今後の展開に向けての議論と検討を整理する。

本研究では、力刺激による運動タイミング提示を用いた野球打者用VRトレーニングシステムを開発した。従来、スポーツトレーニングやリハビリにおける動作の教示は、主に指導者から直接伝達されてきた。そこで空気圧人工筋を用いたウェアラブル機器による力刺激で動作タイミングを提示する方法を提案する。実験では力刺激提示による打撃の初動動作タイミングの変化を測定し、タイミング提示効果を検証した。

運動フォームを習得する方法の一つとして模倣学習がある。しかし、学習者と教示者の体格が異なる場合、フォームを観察・理解する段階において脳内での変換が必要となり、これが習得時間や精度に悪影響を及ぼしている可能性がある。そこで本稿では、学習者と同じ体格の教示者と異なる体格の教示者がアバターをそれぞれ操作し、そこで得られたフォーム情報を学習者に提示することで、模倣学習における体格差の影響の調査を行った。

スポーツの打具の挙動の正確な計測及びその即時情報提示は運動技術向上に役立つと期待されるが、特に即時情報提示においては課題があった。本稿ではゴルフに着目し、回転ミラーに基づき高速にカメラの光軸を制御する高速光軸制御技術を用い、立体的なマーカーをゴルフクラブに付与して高速なスイングの姿勢推定を行う手法を提案する。静止状態及びスイング動作へのオフライン解析において、高い姿勢推定精度を実験的に確認できた。

テニスのリターンは熟練者と初心者の間で大きな差異が出る。本研究ではバーチャル環境上でモーションと球種が異なるサービスを提示した際の両者のリターンを運動解析した。解析の結果、フラットのモーションにスピンの球種を提示した際、初心者に比べて熟練者はテイクバック時の右手の速度のピークが前にずれた。一方、スピンのモーションとフラットの球種を提示した際、テイクバック時の右手の速度のピークが後ろにずれた。

我々はこれまでにバレーボールにおけるアタック練習を支援するブロックマシンを提案している。タブレット操作によりシステムを操作する手法を確立し、効果的な練習が行えることを示しているが、手動による操作のため、ブロック位置とアタック位置の誤差により、練習の効率が低下する問題点が報告されている。そこでブロックマシンを自動で動作させるために、選手位置をリアルタイムで取得し、アタック位置を予測する手法を提案する。

Augmented Dodgeballとは、ドッジボールに生命力や攻撃力等の、バーチャルパラメータ(VP)を導入した競技である。観客は選手・VPを同時に見て、競技を楽しむ。しかしこれまでVPはフィー ルド中央のスコアボード上に表示されるのみであった。そのため実際の選手とボード上のVPとの整合性をとることが難しく、観客が十分楽しめる状態になかった。本研究では選手にVPを重畳表示し、同時に視認可能なARシステムを開発したので報告する。

本オーガナイズドセッションでは，拡張現実感に関する学術体系を網羅的に取り上げ，それらを整理し解説する．具体的には，ディスプレイ，トラッキング，コンピュータビジョン技術，コンピュータグラフィクス技術，幾何的・時間的・光学的整合性，インタラクション，分散システムに関して広範囲を概説する．その後，その中でもディスプレイ，コンピュータビジョン技術，インタラクションを取り上げ，最新動向を付け加えて発表する．

本セッションは，心の豊かさ、社会の豊かさに向けた情報技術と題して，ウェルビーイング（well-being）を主題とする．ウェルビーイングとは，身体的，精神的，社会的に良好な状態にあることを指し，近年企業経営等においても注目される概念である．本セッションでは，障がいなどを含むアクセシビリティや，地域町おこしなど，ゲストによるウェルビーイングにまつわる事例紹介を通して，今後の技術との関係性や拡張可能性について議論する．

VR業界の発展とともに、触覚技術もまた社会展開が進みつつある。このような背景を受け、本OSでは業界の第一線で活躍されている最先端企業から3名の登壇者を迎え、製品、サービスの開発経緯や取り組みをご紹介頂くと共に、触覚技術の社会展開における姿勢や、社会への期待、関連研究分野への課題・要望などを議論したい。

自己主体感（Sense of Agency）とは、観察される運動を自身が引き起こしたという感覚である。過去の報告ではアバターに対する自己主体感や、本来の腕ではないラバーハンドに対する自己主体感についての報告が多くある。しかしながら、いずれの報告も、自発的な運動が伴う場合についてのみ調査されており、自発的な運動が伴わない場合については調査されていない。一方で、ヒトの離散的な運動意図を、ヒトが直感的に出力した連続的な動作から抽出・推定し、それを利用することによって、直感的にロボットを操縦する手法として「つもり」制御がある。つもり制御の概略図を図1 に示す。図1 つもり制御の概略図この制御方法では、抽出段階においてヒトの身体動揺を計測しており、この身体動揺にあらわれる運動再現性を利用することで意図推定、制御を行っている。この運動再現性が生まれるためには、運動予測が一致することが必要だと考えられる。そこで我々は、自発的な運動は伴わなわずとも、観測される運動を自身が引き起こしている「つもり」になっており、運動再現性があれば、つまり運動予測が一致していれば自己主体感が生起するという仮説を立て、調査を行った。本論では、ロボットを操縦している「つもり」になっているときの身体動揺、運動の再現性を評価および自己主体感を評価する。これにより、自己の運動を伴わずとも自己主体感と等価なバーチャルな自己主体感が生起することを示す。さらに運動再現性とバーチャルな自己主体感の関係を明らかにする。

現在、多自由度のロボットをレバーや複数のボタンの組み合わせによって操縦するためには、使用者がロボットの動きと入力の対応を覚える必要がある。自由度の高いロボットになるほど、覚えなければならないコマンドは増え、使用者に負担を強いることになる。これを解決する操縦方法として、我々は「つもり制御」というものを提案している。これは、人がロボットをどのように動かそうとしているかという運動意図が、無意識下で再現性を持って身体に現れることを利用し、操縦するという手法である。つもり制御では、使用者はロボットの動きに対応する入力を覚える必要がなく、直感的に操作することができる。つもり制御を行うためには、操縦前にロボットの動きと使用者の身体に現れる応答とを結びつけておく運動意図の抽出・学習が必要である。現在、意図抽出は2本の操縦桿によって行われている。意図抽出では、使用者に対し左右対称に動くロボットの動画を提示し、その時に得られる身体応答を用いて機械学習を行うことで、運動意図推定器を構築している。これまでの研究で、左右非対称動作に関しても操縦は行われていたが、従来手法では左右運動を非分離で捉えており、左右非対称動作に関して運動意図推定器を構築しようとする場合、すべての動作に関してのデータを網羅的に取らざるを得ず、抽出時間が多大なものとなっていた。しかし、ロボットの左右運動を分離して考え、左右非対称動作を左右の動作の組み合わせとして表現できるのならば、抽出にかかる時間を大幅に短縮することができる。本論文では、ロボットの右半身に対する応答が右の操縦桿に、左半身に対する応答が左の操縦桿に独立性を持って現れるという仮説と、左右対称の動作に対する左右の操縦桿入力は鏡像反転の関係を持つという仮説を立て、検証を行った。

VR上の身体は位置やサイズを変えられるため、これらが自己身体と一致しない場合に身体位置がどう知覚されるか検討する必要がある。本研究では、これらのずれの影響が身体の運動方向や偏移方向、遠近法手がかりの有無によってどう変化するか検討した。実験の結果、奥行き方向の偏位においてドリフト量が低下した。このことより網膜上のサイズ変化や運動方向は効果が小さく、身体位置の偏位方向がドリフトに影響することを示した。

VR空間内における地面の高さ変化を現実に提示する手法として床面あるいは靴底を物理的に昇降させる手法がとられている。しかし、靴型デバイスは床型デバイスに比べ小型な反面、靴の重さや靴底が大きくなる問題がある。そこで、本研究では空気圧バルーンを用いて軽量な靴型VRデバイスを開発した。本稿では現実空間内で本デバイスを用いて一定の高さ提示を行い、その際に生じる高低差知覚がVR空間内で拡張可能であるか調査した。

直立した状態での非透過型Head Mounted DisplayによるVR体験では、映像刺激に誘発される身体動揺により転倒する危険が生じる。本研究では、当該環境下の姿勢制御のモデル化によって身体動揺の予測を行い、VR体験の安全性を高めることを目的とする。本研究では1リンク倒立振子と比例微分制御を用いて人体を模し、映像刺激が外力として作用するモデルで身体動揺の再現を試みた。再現結果を実際の身体動揺と比較し有効性を検証した。

没入感型のヘッドマウント（以下、HMD）が普及し、仮想現実空間を容易に体感することができるようになった。一方で、建築や都市の空間を設計する際に模型に加えて、ディスプレイ上（以下、DP）やHMD を用いて設計を検討しているが、現実空間と異なった印象を受けるという事例がある。そこで本研究では建築・都市空間を設計する際に、仮想現実空間に対して没入感が得られる手法を検討するため、HMD を用いて知覚の検証を行う。

現代では、交通の発達・整備により様々な場所を訪れる機会が多くなった。しかし移動には時間や労力などの面でコストがかかり、移動できる距離にも限界がある。本研究では、こうした移動にかかるコストを削減し、対面に近いやり取りを行うことのできる遠隔地間通信システムを提案する。今回はMixed Reality(MR)とVirtual Reality(VR)のデバイスをそれぞれ用いてシステムを構築した。提案するシステムの評価実験に関しては。VR側ユーザにおいて、視点の移動が同室感を得る上で有効であることがわかった。MR側ユーザに関しては、現在実装できているシステムにおけるアバタの有無はあまり同室感の醸成には有効ではなく、この結果から、アバタに関するシステムの改善点がいくつか挙げられた

通信技術の発達に伴い、遠隔講義や講演が注目されている。遠隔講演の問題点として、遠隔地の聴衆反応は把握しづらく、目の前に聴衆がいる場合に比べ考慮されにくいというものがある。そのため話者にとって遠隔地の聴衆の反応に合わせた講義を行うことは難しい。本研究ではその問題を解決するため、遠隔地の様子を一目でわかるようにすることを目的に遠隔地の聴衆を 1 人のアバタに置き換え、話者に提示する手法について検討する。

近年、VR で利用する高品質な3DCG キャラクタに対する需要が高まっている。CG キャラクタの表情アニメーションは、CG コンテンツのリアリティを高めるうえで重要な要素である。表情アニメーションの生成手法は、カメラを用いた手法が一般的であるが、カメラの画角による撮影範囲の制限やカメラの光軸と顔の向きの関係によっては人間の表情を取得できないなど、カメラの性能や設置場所に依存する問題がある。一方で、音声を用いた手法は、これらの問題を解決する可能性がある。本稿では、音声データのみを入力とし、RNN を用いて音声に適した表情を出力するシステムを提案する。そして、このシステムを評価した結果、感情により声の周波数が変わるという知見から、あらかじめデータを前処理することで、先行研究に比べて出力の精度が向上することを確認した。

没入型VRシステムでは、仮想身体の形状が実身体と異なるとその操作性が低下する。これに対して著者らは、その原因が身体定位を実現する脳内モデルである身体図式の乖離にあると仮定し、これを実身体から仮想身体の形状に変更する手法を提案してきた。しかし先行研究における身体図式の変更は、身体形状を伸長させる方向に限定されていた。そこで本論文では、身体形状を収縮させる方向に関して腕部での特性を新たに導出した。

バーチャル環境において、ユーザーの視線及び表情のデータをアバターに反映させることで、バーチャル環境内のユーザー同士のコミュニケーションを円滑にすることができる。本研究では、反射型光センサを用いて頭部装着型ディスプレイ内部のユーザーの皮膚表面の形状変化を取得して表情を認識する従来の研究に対し、視線情報を補助的に用いることで表情認識の精度を向上させることができるか検討を行った。

笑いには可笑しさや喜びといった感情から自発的に生じる自然な笑いの他に快感情を伴わない作り笑いが存在し、笑いの種類を識別することは重要な社会的スキルである。二つの笑いには表情の幾何学的な差異と表情変化における時間的な差異が存在する。本研究では反射型光センサを搭載した眼鏡型表情認識装置を用いて、作り笑いと自然な笑いの識別を試みた。

ARdomeは現在の原爆ドームの実写画像に対して被爆前の姿のCGを重ねて表示するアプリである。本研究ではARdomeの重畳CGの陰影と色味に実際の光源環境が考慮されていないという光学的整合性についての問題点の改善を図る。原爆ドームの壁面の画像と復元CGの壁面の画像からヒストグラムを調整することと、時間に応じた太陽方向を考慮した陰影付けによって、背景との矛盾の少ない重畳CGを描画する手法を提案する。

本稿では、空中像結像素子よりも大きな空中像を表示できる光学系を提案する。レンズを用いず線形素子のみで結像した再帰透過型の空中像は色収差や歪みが生じない利点があるが、素子サイズの制約から大型化が難しい。そこで再帰透過型の光学系にレンズを追加して空中像を大型化し、さらにレンズの配置を対称にすることでレンズの非線形性を打ち消す。実験の結果、色収差や歪みが生じることなく大きな空中像を結像できた。

ビデオシースルーHMDでは、撮像系と表示系の幾何学的整合性が求められる。物理的に一致させることは困難であるためキャリブレーションによる近似的な一致手法があるが、装着者毎に瞳孔間間隔が異なることもあり、ある程度の不一致を許容しなければならない。そこで、撮像系と表示系を意図的にずらし、手作業（直線をなぞる、指定した位置に物を置くなど）の作業精度と作業時間を計測することで、不一致が与える影響を調査した。

奥行き方向に複数の遮蔽物が存在するような空間（以下、多層空間）では、複合現実により遮蔽物の奥に存在する仮想物体を提示すると、視差だけでは奥行き把握が難しい。一方、仮想物体の視覚情報に三次元音響を利用した聴覚情報を併用することで、空間定位精度が向上することが知られている。そこで本研究ではこれに、遮蔽物による遮音や反響音等の音質の劣化を加えることで、仮想物体の奥行き把握精度を改善できるかことを実験により確認した。規模の異なる二つの環境で、劣化のない音と実際の多層空間で録音した音を比較し、後者の奥行き把握精度が高いことを確認した。

本研究ではAR空間においてタッチパネルを用いた硬柔感提示が可能な新しいマルチモーダルシステムの構築を目指す。我々はこれまでハーフミラーでタッチパネル上に生成した実物の立体像に対して、指とタッチパネルの接面方向への反力提示と簡易的な視覚エフェクトによって硬柔感表現が可能であることを確認した。本報では、前報で開発した2自由度の反力提示が可能なデバイスの改良とそのデバイス評価実験の検証結果を報告する。

本OSでは，空間設計を通じたストーリーテリングとVR/ARの活用について議論する．仙台と東京，ロンドンを拠点に活動するビジュアルデザインスタジオWOWから工藤薫氏と佐藤宏樹氏を迎え，インタラクティブな空間の設計を通じた世界観デザイン手法と表現の技術に関してご講演いただく．また，講演内容を踏まえ，VR/ARの活用による展示空間・体験空間の設計の将来を展望する議論をおこなう．

消費者は化粧水を購入する際に保湿機能だけでなく使用感触も重視して購入しているため、使用感触は重要な設計項目である。化粧水の開発時には、専門の官能評価者や一般の消費者による官能評価テストを実施し使用感触を評価している。しかしながら官能評価テストは「一度に大量の商品を評価することが困難」、「専門の評価者のトレーニングコストが高い」、「言語圏の違いに対応することが困難」といった課題があった。そこで官能評価テストの代わりに化粧品基剤のレオロジー特性を用いて使用感触を評価しようという研究が行われている。しかしながらレオロジー測定では化粧水の塗布過程で生じる水の揮発などの経時変化を反映するのが困難であった。そこで本研究では化粧水塗布時の指の振動刺激を計測し、塗布過程で生じる変化を反映したデータを用いて官能評価値を推定することが可能か検証した。市販品を含む33品の化粧水サンプルに対して、専門技術者による官能評価と塗布過程の振動計測を実施した。3軸の加速度センサを用いて振動データを取得し、周波数解析によって振動特徴量を算出し官能評価値との相関を調べた。その結果、「とろみ」「さっぱりさ」「しっとりさ」「べたつき」の各官能評価項目と振動特徴量の間に非常に高い相関関係を見出した。相関のあった振動特徴量は、いずれも250-500 [ Hz ] という高い周波数域の振動のパワースペクトル密度であり、ヒトの振動知覚において最も感度が高い周波数域と一致していた。また、「さっぱりさ」は正の相関関係であり、他の３項目は負の相関関係であった。「とろみ」、「しっとりさ」、「べたつき」のスコアが高い化粧水の方が塗布時の液膜が厚く肌表面と指腹間での振動が生じにくく、逆に「さっぱりさ」のスコアが高い化粧水は液膜が薄いため振動が大きく生じることが原因と考えられる。以上の結果、塗布過程の振動計測は官能評価推定に有用であると考えられる。

運転時の速度認識は安全や環境の点で重要である。人は速度を視覚、聴覚、触覚刺激から認知するが、刺激の変化量や変化率が小さいと気づきにくい。例えば、道路のサグではよく渋滞が発生する。これは上り坂で速度低下に気づかず、後続車両が速度を落とすためである。我々は振動による速度感に注目、従来研究よりシート振動による速度感制御手法を提案した。本報はドライビングシミュレータで、実在の道路を一定速走行した時の速度感制御の効果を評価した。結果、速度感制御により速度変化に気づきやすくなり、一定速を保つ可能性を示した。

我々は洗濯ばさみを指に挟むことにより疑似力覚が生起可能であることを発見した。本手法は指に対して掌側から洗濯ばさみを挟むと屈曲方向に牽引感を感じ、甲側から洗濯ばさみを挟むと伸展方向に牽引感を感じる。本稿では、この現象の生起頻度等を検証し、ヒューマンインタフェースとして利用できる可能性を示す。

我々は足爪上振動刺激によって、本来の足底の触感を阻害せずに、足底に錯触覚を提示する手法を提案してきた。しかし、爪上刺激のみでは、触覚提示面積に制限があるという課題があった。そこで、爪上に加え、第五中足骨先端上刺激によって足底に触覚を提示することで、触覚提示面積を拡大する手法を提案する。本稿では、提案手法を導出した予備実験及び、提案手法の振動強度ごとの生起確率検証実験について述べる

足底への触覚提示は、歩行安定化やバーチャルリアリティへの活用に注目されている。我々は足底触覚提示手法として、足爪を振動し足指裏に触覚を提示する錯触覚手法を提案してきた。従来は足爪への振動知覚の有無に関わらず、足裏に触覚が生起した際に、錯触覚現象とした。本稿では、錯触覚現象を「足爪を振動させているにもかかわらず、足指裏のみに振動刺激を感じる錯覚現象」と定義し、この錯覚現象の生起確率を検証する。

我々はVRにおいて実際の身体動作を行わないが、その身体動作を行うための予備的な動作や関連した生体信号をインタフェースとしたシステムの開発を目指している。これが実現できれば、VR空間内のアバタを、現実と同様の感覚で、より狭い空間で操作することが可能となる。本稿では、肘関節屈曲運動において、腱振動刺激による運動錯覚が体性感覚を変化させ、運動終了後の肘関節角度が小さくなることを予想し、被験者8名中5名でこれを確認した予備実験について述べる。

本研究では乗り物やVRで本人が不快に感じる前に、サイバー酔い発症を予測し、検出する手法の開発を目指す。3Dドライビングシミュレータを用いて実験参加者に7つの映像刺激を見せ、その際の生体信号と不快感、楽しさ、緊張感の3つの主観評価の変化を計測した。得られた生体信号と主観評価を共分散構造分析することでサイバー酔いの変化を予測する。

3Dモデルで博物館を構築し、博物館内で自身が移動及び回転しているように感じる映像刺激を円筒スクリーン上に投影した。3D眼鏡を装着させて映像を見せ、ベクションを誘起し、サイバー酔いを発症させた。実験参加者には不快感・ベクション・重力に対する身体の傾きの変化の強さを0から10の11段階で答えさせた。ベクションと重力に対する身体の傾きの変化が不快感にどれだけの影響を及ぼしているのかを重回帰分析を用いて推定した。

ドライビングシミュレータの加減速時に生じるシミュレータ酔いを抑制することを目指す。3D映像により臨場感を高め、速度に応じて仮想環境を撮影する右目用・左目用カメラの撮像画角とカメラ間距離を変化させて奥行き感を変化させた。これにより視覚を介する加減速感と前庭感覚との矛盾や実車での感覚との相異を減らすことでシミュレータ酔いの抑制を試みた。不快感・操作感・走行感を心理学的に測定し、効果を検討した。

前庭覚と視覚の情報が矛盾するとVR酔いが生じるが、自己運動を能動的に操作する方が受動的に観察するよりも運動方向の予期により酔いが減少するという報告もある。本研究では自己運動が能動的か受動的かによって感覚矛盾の効果が異なるか検討し、能動条件の方が感覚矛盾による酔いの程度がかえって増大することを示した。これは能動的に自己運動を決めると感覚情報の強い予期が生じ、感覚矛盾の効果が大きくなるためと考えられる。

昨今のVR技術の隆盛に伴って顕著化してきたVR酔いの症状は、VRコンテンツをユーザが十分に楽しめない等といった問題を引き起こしている。そこで本研究では、前庭電気刺激を利用した前庭感覚の再現によってVR空間内での視野の動きと前庭感覚との齟齬を解消する技術の確立を目指す。本校では、HMDによって一人称視点映像を見ているユーザに映像内の自身の動きと対応した前庭電気刺激が与えるVR良いの抑制効果について検討する。

ロボット技術や VR ・AR 技術の発展とともに、自動走行化が現実となってきている中で、自動走行車の搭乗者が過ごす環境について考えることが重要となってくる。特に搭乗者の快適性という観点では、自動走行化することによって、従来発生しなかった動揺病が発生すると考えられている。自動走行環境では、車酔いと VR 酔いが併発すると考えられており、この新しい動揺病を自動走行酔いと定義している。本研究では、特に自動走行環境がに関する動揺病の要因を調べるために自動走行環境と VR 環境を比較し、その違いや関連についての検証を行う。

テレイグジスタンスは、多様な分野での産業応用が可能な汎用的なヒューマンエンパワーメント(人間能力拡張)システムとして社会に好循環をもたらす科学技術イノベーションとして期待されている。長らく研究開発段階にあったテレイグジスタンスは、2007 年頃からテレプレゼンスという名称で米国で商品化され始めたが、2016 年になって XPRIZE のテーマとして選定され、今年からは ANA AVATAR XPRIZE が正式にローンチされ、世界中から多くのグループが挑戦する開発競争が開始された。一方、ディズニーリサーチ、KDDI、新日鉄住金ソリューションズと NTT ドコモ、トヨタなどが、臨場感があり作業も可能なテレイグジスタンス開発を行なっており、また、TELEXISTENCE INC. などのベンチャーも生まれる中、大分県では社会実装実験もすでに始まるなど、テレイグジスタンスの産業化への道が、着実に拓けだしている。本 OS では、時空間瞬間移動産業や遠隔就労への挑戦ともいうべきテレイグジスタンスの産業化や社会システム化に焦点をあて現状を概観し将来を展望する。

道路環境における死角領域の可視化技術(隠消現実感)は、死角による事故の防止や同乗者のストレス軽減の利用が期待できる。しかし、道路環境における隠消現実感の先行研究の多くが将来普及する保証のないセンサやインフラを前提とするため、実現性は不透明である。本研究では、自動運転車が普及した環境を前提とし、自動運転モジュール群と自動運転車に搭載される最小限のセンサから得られるデータを用いて死角領域を半透明化に可視化する手法(半隠消表示法)を提案する。実験では、自動運転モジュール群に Autoware、二組の公道で取得した TierIV社の公開データを使用し、自動運転用のデータとモジュールを利用して死角領域を可視化できることを確認した。

焦点ボケを用いることで背景情報を残した自然な隠蔽や特定領域への視線誘導といった効果が得られる。そこで我々は、焦点ボケを自在に操作することによりこうした効果を実現したいと考えた。本研究では、光学的な焦点ボケの操作による拡張現実感の実現を目的とし、高速プロジェクタと同期した可変焦点レンズを観察者が装着し使用することで、空間非一様な焦点調節可能システムを提案する。

劇場などで使用される視覚トリックの一つであるペッパーズ・ゴーストによって生成された空中像に対して、奥行き感知覚の手がかりとなる影や足跡などの地面像を付加することにより、提示対象物体の実在感を向上させる手法を提案する。本稿では、液晶シャッタと偏光板を用いることにより多人数向け、かつ装着型のデバイスを用いない、地面像と空中像の同時提示を可能とする提示法および提示システムについて述べる。

近年注目を集めるプロジェクションマッピングにおいて、動的対象への拡張は、運動範囲や解像度、投影可能な対象に課題があった。本稿では高速低遅延なプロジェクタと高速光軸制御系の連携によって、回転変形を伴い広範囲に動き回る対象へ、画角と解像度のトレードオフを解消した、ダイナミックプロジェクションマッピングの実現手法を提案する。複数のドットマーカーの高速トラッキングに基づき、両装置の独立動作の場合より高い追従投影性能を実現し、本手法の有効性を実験的に示した。

筆者らは、再帰性反射、再帰性透過という光学的性質で実像を虚像に転換することで、プロジェクタからの投影実像を虚像として観察するディスプレイを逆プロジェクタと呼んでいる。光線空間プロジェクタは多数のレンズからの光線で任意位置に実像を結ぶのであるから、通常のプロジェクタの代わりに用いて逆プロジェクタを作れる。本稿では、頭部搭載光線空間プロジェクタを試作し、動作を確認する。

ネイルアートとは、華麗な付け爪を自分の爪に貼り付けて爪を装飾するファッションである。華麗な装飾を施した付け爪は加工・彩色に手間と費用が多くかかっているので、一般的に非常に高価とされている。その高価な付け爪を購入し、実際に装飾してみてから初めて自分の指に感性的に合わないと購入者が気付く場合があり、その場合には購入者の多大な損失となる。そのため、購入する以前に、あたかもその爪を自分の爪に貼り付けたかのような感覚を、視覚で立体的に確認できるような仮想システムが望まれている。そこで、本研究では被験者がステレオカメラを搭載した立体視HMDを装着して、自分の手指の動画をそのカメラで撮影すれば、HMDのディスプレイにCGの付け爪が立体的に重畳表示される手法を提案した。だが、この処理では画像から指先の位置・姿勢を推定し認識する学習率が低く、誤認識が頻発して、付け爪がとんでもない場所に重畳されていた。その一方で、近年深層学習を使って機械学習の認識率を向させる手法が多数提案されている。OpenPoseもその一種であり、単眼のカラー画像から関節を持った人物のスティックモデルや、手指の各指関節のスティックモデルが高精度で認識された例が多数紹介されている。そこで、このOpenPoseを用いて、高精度で仮想的にネイルアートを鑑賞できるシステムの構築を目指す。

本研究では、漆の持つ防水性・電気絶縁性に着目し、漆を電子回路の構造体・絶縁材として用いる漆回路を提案してきた。漆回路によって漆器の文様を回路化させることによって、美しさと機能性を両立した電子デバイスが実現可能であると考えられる。そこで本稿では、元々光沢を持つ金属箔による漆器の文様作成手法を応用した漆回路の作成手法を提案と検討を行い、金属箔文様による漆回路の実現可能を示した。

心理カウンセリングにおいて聞き手は話し手に対して頷き動作等で傾聴していることを示す必要がある。本研究では心理カウンセリングの聞き手にCGキャラクタを用いることを想定し、CGキャラクタの頷き動作を作成するために人の頷き動作を分析する。計測実験では、複数人の頷き動作を慣性式モーションキャプチャで計測した。計測データを分析した結果、複数人の頷き動作から一つのCGキャラクタの頷き動作を作成できることが分かった。

現在、多くの多自由度ロボットはレバーやボタンといったインターフェースを用いて操縦されている。この操縦法ではロボットを自在に操るためにはそのロボットの持つ行動コマンドと同数以上のボタンやその組み合わせの準備または自由度数だけのレバーを必要とする。しかし、その多自由度さゆえに操縦者は非常に多くの操縦法を学習する必要がある。そこで、多自由度による学習が困難である操縦の問題を解決するロボットの制御方法として先行研究に「つもり」制御がある。見まね学習などにおいて、人間の随意運動は離散的な分節構造をもつことが指摘されており、「つもり」制御では、操縦対象に対する離散化された操縦意図を抽出し、操縦対象のある時間連続な定型動作（以下行動分節）を1対1対応させることで、意図レベルで整合性のとれた制御を実現している。これまでは操縦者がロボットの動作する動画を見ながら、画面内のロボットを操作しているつもりになって低自由度の操縦桿へ力を込めることで操縦意図の抽出を行っている。そこで、本研究では操縦意図を抽出する手法として人間の四肢とは独立した動作が可能である頭部に存在する各器官の中でも外耳道に着目した。外耳道の変化によって生じる加速度を測定する耳栓型加速度センサと操縦桿を用いて操縦意図を抽出することで、ロボットの行動分節を推定する精度を評価し、外耳道の加速度の変化からロボットの操縦意図に起因する分節行動の推定可能性を検証する。

HMDの身体適合性を向上させるためには、その重さとバランスが頭部の動きや負担感に与える影響を明らかにする必要がある。本研究では、重さとバランスを変化させたHMDを用意し、シューティングゲームを用いた評価実験を行った。アンケートによる主観評価の結果、重量が増えてもバランスが良いほうが身体負荷が小さくなること等がわかった。本報では、これらのデータを重さ軸とバランス軸から成る2次元空間上にプロットすることで、それらの変化が頭部の動きや負担感に与える影響を直感的に理解できるようにしたので、報告する。

本研究では、ダンス・体操などの足の運動に関する技能伝達の文脈において、視覚・触覚 刺激を用いてインストラクターの運動を実時間で伝達する手法を提案する。靴に搭載した慣性セン サによりインストラクターの運動を計測し、学習者の運動に視覚・触覚を通じて伝達するシステム を構築した。提案システムの評価として、触覚フィードフォワード提示と視覚フィードバック提示、 またはその逆を行った場合について比較した。

没入型仮想空間において、指定先に瞬時に移動する手法は移動効率の点で優れるが、移動後の視界がユーザの想定と異なるものとなり易い。そこで本研究では、画面内で指定した矩形領域を移動後の視界とする手法を提案する。移動後の立ち位置を視線によって指定する手法を比較対象として、HMDを使った仮想空間内を移動する評価実験を行い、予め指定した地点の巡回に要した時間および移動のキャンセル回数を記録した。

若手の交流を目的とし、第2回目のワールドカフェ型のアンカンファレンスを実施する。学生を中心とした若手VR研究者が、テーマについて相互に語り合い、忌憚ない意見を得るよき機会になり得ると考え、企画した。 ファシリテーター（予定）江渡浩一郎 / 小川奈美 / 金ジョンヒョン / 阪口紗季 / 佐藤綱祐 / 柴原舞 / 杉本実夏 / 高鳥光 / 竹下俊一 / 永谷直久 / 藤田佑樹氏 他 参加資格：議論すること、食べたもの以上の情報を出すこと

仮想体験の没入感向上を目的として、力触覚フィードバックを与える手法が研究されている。環境に非固定の装置によって力覚を提示する場合、装置の環境に対する姿勢変化によって意図しない提示が行われる可能性がある。本研究ではこれを解決するために、開発中の並進と回転を独立に提示可能な 6 自由度力覚提示装置に対して姿勢推定および提示力覚の計算制御モデルを構築し、検証を行った。

VR空間中の物体に対する触覚提示デバイスは、指に直接装着する物が多く存在するが、これらは指の動きを妨げてしまう問題点がある。そこで、本研究では直接指にデバイスを装着する事無く、本来指先で知覚する物理的な触覚を、力の向きも含めて前腕に提示するデバイスを提案する。本稿では、親指、人差し指、中指の3本の指先に加わる力の大きさと方向を、前腕の3箇所に5節リンク機構を用いて提示した。本稿では、デバイスから提示される3つの部位で、触覚情報がすべて弁別できるかを確認し、約90％の確率でそれぞれを区別して知覚できる事が分かった。

近年、個別配線なく布上に固定された多数の振動子に通信と給電を行うウェアラブル二次元通信(2DC)技術の実現により、服上に対して自由度の高い振動子の配置が可能となった。体を触られる体験の実現には、なでられる、つつかれるなど多彩な触覚表現が求められており、触覚提示振動子の個数や固定位置が今後の触覚表現において重要であると考えられる。本研究ではウェアラブル2DC技術を全身触覚ウェアに応用し、VR映像と同期した触覚提示を行うことで、全身にわたり人に触れられる体験が可能なVRシステムを提案する。

テレビの映像や音に含まれる様々な情報、例えば各種スポーツ競技の球の方向や技の種類などの情報を、触覚を介して直感的に伝えるために、リストバンド型のハプティックデバイスを開発した。本デバイスは、長時間のコンテンツを楽しむ際にも体への負担が少なく、かつ両手のふさがらない姿勢を保てることを特徴としている。手首には複数の振動アクチュエータが接する仕組みとなっており、振動を提示する位置や振動の種類を変えることで、様々な情報を提示することができる。今回、本デバイスを用いて、バレーボールの試合内容を、触覚を介して伝えるデモシステムを構築し、有効性を検証した。

より多くの人にスポーツ中継の楽しみ方を広げるために、触覚を利用したユニバーサルなサービスの実現を目指している。今回、スポーツ中継を能動的に楽しむためのボール型ハプティックインターフェースを開発し動作を検証した。バレーボールのような球技において、視聴者が机上に表現したコート平面上でボール型デバイスを操作し、選手が球を打つ位置にデバイスを動かすと球の衝撃が振動で提示される。本稿では、ユーザの能動的な操作の割合を制御することで、競技のスピード感や迫力を楽しむ視聴スタイルを提案する。また、ユニバーサルな提示方式の要件を得るために、視覚障害者がどの程度競技の状況を把握できるかを評価した結果を報告する。

一般に疾病やダイエットなどのために食事制限を行うとQOLが低下する問題がある。本研究では制限食に一般食の3Dモデルを重畳することで、感覚間相互作用によって食べたい食物を味わうことを目的とする味覚操作インタフェースを開発する。また、提案インタフェースを用いてそうめんの見かけをラーメンに変化させ、どの程度味覚が変化するかを評価する。実験の結果、味覚操作インタフェースは有効であり、麺類において感じる食べ物の種類を変化できることが示唆された。

ウィスキーのブレンダーは、まず片方の鼻腔で嗅いだ後に両方の鼻腔から嗅ぐことで、ニオイをより鮮明に知覚できるという。本研究では、4種類のニオイ要素を混合した混合臭を、左右の鼻腔に対して時間差を設けて提示した実験を行った。その結果、片側の鼻腔に対して1300ms遅れで提示した条件が、最も混合臭の構成ニオイ要素の正答数が多く、片鼻腔への時間差提示により混合臭の嗅ぎ分け能力が変化することが示唆された。

本研究では、光学素子である単レンズを、食品を用いて作製することにより、食べることの出来るレンズを提案する。光学レンズは、光学系の形成に使用される。光学レンズと同等の働きを持つ食べられるレンズを作製することにより、食べられる光学系を組むことが可能になると期待される。これを実現するために、食べられる再帰性反射材の作製で実績のある寒天を用いて食べられるレンズを試作した。

食品の見た目を変えることで塩味が変わるクロスモーダル効果を、拡張現実感技術を用いて検証した。食品刺激はポテトチップスで、食品に塩のテクスチャ画像 マッピングする／しない、及び塩の瓶を付置する／しないの計4条件で、喫食前後に塩味の強さを評価してもらった結果、塩テクスチャ画像の付加で塩味をより強く感じ、塩の瓶を付置するとその効果が強調された。この結果は、ARで減塩化が可能であることを示唆している。

本オーガナイズドセッションでは，ＶＲと超臨場感研究委員会と拡張認知インタフェース調査研究委員会の合同発表を行う．超臨場感研究委員会から，超臨場感のための多感覚ディスプレイおよび触覚ディスプレイの最近の研究について紹介する．拡張認知インタフェース調査研究委員会から，VR空間において自己の代替身体となるアバタが身体認識や自己認識，さらにコミュニケーションに与える影響に関する発表およびディスカッションを行なう．

音の性質を理解することを目的として開発した教材を、初学者である中学校2年生を対象とした教材へと改良を行い、授業実践を行なった。音波の伝搬、オシロスコープの描画過程をARを用いて表現することが学習者の理解度向上に繋がることの検証を行なった。

歩行脆弱化予知予防（転倒防止）技術開発のため、ＭＲを用いた障害物回避シミュレーション実証試験を行った。Ｗ市在住６７～８３歳の自立高齢者３３名を対象に、３ｍの歩行路上の直線歩行の様態を、モーションキャプチャと加速度角速度センサを併用して計測した。また、知覚されたＭＲ障害物の高さをリアル障害物とのマッチングで推定した。ＭＲ・リアル障害物の認知の等価性が示唆され、技術のフィージビリティーが確認された。

歩行者死亡事故のうち横断時に生じた事故は7割を占めており、交通事故低減の実現には無視できない要因であるといえる。近年は交通事故低減を目標にさまざまな道路横断体験システムが提案されているが「大掛かり、現実感の欠如」等の課題が残っている。そこで本研究では、シースルー型HMDを用いて車道に仮想車両を重畳し、疑似的な交通環境を構築する車道横断能力検査システムを構築し、その能力を評価することを目的とした。

我々は今までに内視鏡手術の追体験トレーニングシステム「追いトレ」を実現してきた。一方で、手術支援ロボットの保険適用範囲が広がったことで外科手術の効率は向上した一方、これを用いる手術のトレーニング不足が問題になっている。そこで、「追いトレ」を手術支援ロボットに適用するシステムの開発を行った。この手法と評価について議論する。

近年、拡張現実（AR）／複合現実（MR）デバイスの医療分野における利用報告が盛んである。中でも外観／形態の改善が主目的となる形成外科領域においては、客観的な視覚情報付与による作業支援としてのメリットが期待される。我々は2016年以降、一般入手可能なデバイス（MOVERIO BT-200 / HoloLens）を用い、術中の体表形状評価、簡易ナビゲーション、遠隔指導への応用など様々な局面での利用を積極的に試みてきた。今後の医療現場における拡張現実技術の有効活用に関するフィードバックを得たため報告する。

われわれは硬(骨)組織モデルの上に人体に近似した皮膚および皮下組織で被覆された三次元モデルを開発した。さらにHoloLensを用いて、その上に三次元の血管造影像や顔面骨、目標とする顔貌を投影することにより、より正確な手術計画、医師の教育が可能となることを確証した。またモデルを用いて遠隔地の医療機関とHoloLensをSkypeで接続し、手術指導や手術シミュレーションを行うことが可能となることを実証した。

習得が容易ではない熟練者の動作を効率的に学習するため、VR技術を利用した自学習可能な訓練システムの研究が進められている。本研究では、音楽の指揮動作に着目し、指揮初学者の自学習の効率向上を図ることを目的とする。予め磁気式MoCap装置を用いて計測した熟練者の指揮動作を解析すると共に、没入型HMDを装着した指揮初学者にVR空間で模倣練習させることが可能な指揮動作の訓練用シミュレータを構築した。

三味線は民俗芸能にとって重要な楽器であり、伝承する必要がある。本研究では三味線の運指学習を支援するシステムを開発する。支援システムは、譜面の情報を棹に投影し、学習者の運指を評価することで学習を補助する機能を有する。開発したシステムが学習支援に利用できるか実験した。実験結果から学習者は投影した情報通りに指を運ぶことができた。これによって、本システムが運指の学習を支援できる可能性が示された。

高齢者ケアにおける被介護者をVR表現することで、介護者のケアに関する動作データを収集するシステムを開発した。介護者の動作データとして、頭・両手・両足・胴体の位置・向き・音声を取得する。カメラ及び画像処理技術を用いた従来手法に比べ、介護者の位置・動作・発話をより正確に取得できることを確認した。

約2000 ℃の金属液体中の温度や流れの空間分布を瞬時に予測し可視化する技術を、プロジェクションマッピングと機械学習により実現した。素材プロセスの開発には多くの年月が必要である。例えば、代表的な素材プロセスである半導体結晶成長を例にとっても、非常に多くの実験条件、装置の構造パラメータが存在する。それらを実験やシミュレーションから系統的に解析し最適条件を見出す必要があるが、これは非常に忍耐のいる作業である。しかも、多くの場合、装置内部の状態を観察できない場合が多く、「見ながら実験を行う」ということすらできない。我々は電力損失を大幅に低減させる次世代パワー半導体材料である炭化ケイ素(SiC)結晶の溶液成長法技術の開発を行っている。プロセス開発においては、高温溶液中の温度・流速分布が極めて重要である。しかし、温度・流速分布を制御するための実験条件には多くのパラメータの組み合わせが存在するため、最適化が困難である。また、SiC溶液成長法は2000 ℃近くの高温で行うため、溶液の入った坩堝は断熱材とコイルで覆われている。そのため、実験中の溶液の温度・流速分布を直接測定・観察することが困難である。本論文は実際の装置の熱流体解析を行い、機械学習を用いて、炉内で測定している坩堝の温度や種結晶の回転速度等の実験条件から、溶液の温度・流速分布を瞬時に出力する予測モデルを構築した。また、コンピュータグラフィックスによって装置内部の映像を再現し、実験装置へプロジェクションマッピングを行うことで、結晶成長の育成環境のリアルタイム観察システムを実現した。このシステムを通じて、オペレータは装置内部の部材の位置や溶液の状態を「見ながら実験を行う」ことが可能となった。

没入型バーチャル環境内で、ブロックによって簡単にモノやオブジェクトを構築できるだけではなく、そのオブジェクトに、環境との接続を通して、様々な機能を簡単に付与し、多彩なインタラクションを楽しむことができる「コネクタ」を用いたインタラクションの手法を提案する。本稿では、その例として、バーチャル環境内でプロックを組み立てることで乗り物を作り、それとインタラクションすることが可能なシステムとして「Vehicle Factory」を実装した結果について報告する。ユーザスタディにより、ブロックを用いた提案手法の操作性やコネクタを用いたインタラクションの付与方法が有望であることが分かった。

監視カメラの設置には費用がかかり、再配置は大きな経済的損失を生じさせる。このようなリスクを減らすためには、事前にカメラ配置のシミュレートを行うのが有効な手段である。本発表では、HMDを用いてバーチャル空間上に没入し、コントローラや直線ポインタによってカメラ配置をシミュレートできる3Dユーザインタフェース(3DUI)を提案する。更に提案システムを試作し、被験者実験により有用性を確認した結果を示す。

複数の光センサを用いて指先の側面の皮膚変形を計測することにより、指先が物体に接触したときの接触力を推定できる。本稿では、指が物体に接触したときの接触面との距離を光センサで計測し、距離から指の姿勢情報を測定することにより、先行研究で開発された装置の接触力の推定精度を向上させる。この装置は、指先と物体の間の接地面にセンサを置かずに力を推定するため、触感を変化させることなく接触力を推定することができる。

テクスチャを触った際の皮膚変形を計測することは、触覚ディスプレイの開発において重要である。この課題に対して同一屈折率のオイルに浸すことでテクスチャを透明化してカメラで皮膚変形を計測する研究が存在するが、テクスチャ面に対して垂直方向の皮膚変形は計測されていない。そこで本研究ではステレオカメラを用いて皮膚変形の水平・垂直成分を同時に計測可能とする装置を提案する。

高品質な触感提示技術は仮想環境における高臨場感な体験や高精度な遠隔操作に有用である。本研究では身体への広範囲、高密度な触感提示を小型な装置で行うため、プロジェクタを用いた可視光通信により様々な周波数の振動を再生するシステムを開発する。触感の表現に必要となる振動刺激を適切に出力するため、本稿では提案システムの同定を行い、再生可能な振動の周波数帯域を明らかにする。

指先での精密作業が可能なVR手の実現には、1)各指の3自由度の運動が可能かつ相互に拘束されたVR手、2)運動自由度ごとに異なる剛性が設定可能であること、3)指先での多点接触などが必要となる。そこで本研究では、1)手指運動の原点（手指中心）を設け、これと各指先をジョイントで接続したVR手を定義し、2)同一形状の実手モデルを定義して運動成分ごとにVCを適用し、3)指先をバネで連結した複数の剛体で表現する方法を提案する。

物理シミュレーションはVR環境に自律性を与える重要な役割をする。解析法物理シミュレーションでは拘束点に運動方程式と拘束条件式を用いてLCP問題として解く。従来の解析法は面と面の接触を支持多角形の頂点ごとに拘束力計算するため、計算量が重くなり、物理シミュレーション高速化を妨げる。本研究では、接触面に基づいて運動方程式と拘束条件式を与えることで計算式を減らし、物理シミュレーション高速化及び忠実性を図る。

動揺病の原因とされる感覚矛盾を抑えるため、船舶運動を知覚させる映像を提示し、映画視聴によって船酔いを抑制する上映法を考案した。広角な景色を再現した仮想環境（VE）を作成し、その中で映画映像を見る感覚を与えた。VEと映画映像の両方を船の揺れに対して相対する動きをさせつつ円筒スクリーンに投影した。シミュレータ実験を行い、不快感・集中度・揺れ感覚の強度を心理学的に計測し、船酔い抑制の効果を検討した。

鏡に映る鏡像が実像よりも近づいて見える現象は存在することが知られているが、まだその要因は解明されていない。この要因を解明する為、HMDを使用し仮想環境で実験を行なった。先行研究の結果から実験・回答方法に問題があったと考え、回答方式を簡易化、かつ運動視差による距離推測が行われない様に恒常法を用いた認知実験を行ったが、現実の現象とは逆に鏡-鏡像間の知覚距離が鏡-実像間の知覚距離よりも長くなる傾向が示された。この結果から、回答方式や実験方法に関わらず、HMDで表現する仮想環境で再現しきれない要素がこの現象の要因になっていると考えられる。

映像及び音場情報から複合的に知覚される「空間印象」に関する知見を得る事を目的として検討を実施した。ヘッドマウントディスプレイ及びヘッドホンを用いて、様々な距離を仮定した映像及び音場情報を被験者に呈示し、「距離感」に関する主観評価実験を行った。評価実験より、視覚情報が音源までの距離感に与える影響について行った検討を報告する。

異なる地点で撮影した全方位画像を切り替えながら表示することで空間的な場面の変化を提示するサービスが広がっている。このような用途では各全方位画像で方位が一致する必要があるが、撮影時に正確にカメラを設置することは困難である。本研究では、全方位画像の標準的な投影法である正距円筒図法を対象として、2つの全方位画像の間で対応付けた少数の特徴点に基づいて2画像の方位を一致させる手法を提案する。

我々はHMD装着時における視覚的水平面の調査を行ってきた。リクライニング姿勢や仰臥位での視覚的水平面の変化についての調査を行ってきたが、ドライビングシートのような上半身が地面に対し垂直に近いリクライニング姿勢で頭部角度を変化させた際の視覚的水平面の変化についての明確な知見は得られていない。本研究では、リクライニング姿勢において頭部角度の変化が視覚的水平面にどのような影響を及ぼすかを調査する。

VRディスプレイシステムにおいてどれだけ詳細に仮想空間が見えるかは重要な性能である。仮想空間内での人間の視力を仮想視力と定義することで、標準的な視覚能力をもつユーザの仮想視力値をVRディスプレイそのものの解像度性能を表す値とみなすことが出来る。解像度特性はシステムの各種パラメータをMTFに換算統一することで求められる。また、人間のコントラスト感度特性と比較することで、仮想視力を算出できる。

フォースフィードバック装置を用いて，鍼治療トレーニングが行えるAPT（AcuPuncture Trainner）を研究開発した．本システムでは，足，腕，胴，頭部の3Dモデルに対して，経穴の位置を確認しながら，鍼のトレーニングを行うことが可能である．本研究では，刺入練習用のシリコン板（ゲル体マット）を利用して，フォースフィードバック制御の改良を試みた

近年，VR技術の進展によって一般利用者がVRヘッドセットを利用し，ヘッドトラッキングに対応したVRコンテンツを愉しむことができるようになっている．VRヘッドセットを利用したアプリケーションではその操作にコントローラが利用されることが多いが，利用者は手元が確認できない状態で入力装置を使用することになるため，アプリケーションやコンテンツで要求される操作は煩わしく，直感的でない．そこで、本稿ではVRヘッドセットを利用するアプリケーションを対象として，ジェスチャ入力と音声入力をサポートするマルチモーダルインタフェースを試作したので報告する．

本研究では、ヘッドマウントディスプレイをプラットフォームとした伝統工芸体験システムを構築した。ユーザは、臨場感・没入感の高い「和」と「洋」を融合させた伝統工芸体験システムにおいて、ウォークスルー移動もしくはテレポート移動により、襖や障子などの伝統工芸品が配置された空間内を自由に移動できるとともに、伝統工芸品の開閉操作やオブジェクト交換操作を行うことが可能となっている。

本研究は深層学習に基づいた画像認識機能とVRコンテンツを組み合わせることで、ヘッドマウントディスプレイを用いた注視行動によるVR情報検索システムの開発を目的とした。これにより現在キーワード入力による二次元情報出力の検索システムと異なり、画像入力による三次元情報出力の検索システムを構築することができる。効率的かつ自然な検索入力およびバラエティ豊かな情報出力が期待される。

ARシステムを使うことで簡易的なバーチャルフィッティングシステムを簡単に開発することができる．ここではTシャツの柄や色の選択に対して，カタログで見た場合とバーチャルフィッティングを用いた場合の評価の差異を検討した．最初にカタログで選択し，後でバーチャルフィッティングで見て選択した場合，色の選択において実験協力者の多くが好みを変更した．このことから，バーチャルフィッティングは衣服の選定に影響を与えることが示唆された．

ヘッドマウントディスプレイを使用し、ビデオスルー型ミックスドリアリティ環境を構築した。この環境と光学式モーションキャプチャーシステムを用い、脚部に合計六つのマーカを装着し、歩行の容態を計測した。この時、現実環境とVR環境において歩行の様態に差異がないかを評価した。 評価の指標として、歩行時の足の上がり方、歩幅、左右差に着目した。本報では、これらの結果と考察について報告する。

ヒトは階段を昇降する際には平地歩行の際とは異なり前足部で段差に接地することが知られている。この知見を踏まえ、本研究では平面を歩行するユーザの前足部へ圧覚を提示することで、バーチャル空間での階段による昇降感覚を提示可能であると仮説をたてた。仮説に基づき動的に前足部へ圧覚提示をするためにプロトタイプを作成し、その効果の有用性をユーザスタディにより検証した。

ヘッドセットを通して提示する映像を変化させることで体験者の空間知覚を操作し、広大なVR空間を限られた実空間に圧縮することを可能にするリダイレクションという方法論が提案されている。本稿では、VR 空間内で体験者の手にあたるバーチャルハンドの視覚提示とバーチャルハンドの視覚提示と触覚・自己固有感覚提示により形状知覚操作を行い、それに伴って生じた空間認知の変化が、リダイレクションの基本的な手法の一つである曲率操作に対して与える効果について検討する。

ロール方向の勾配視点操作とリダイレクションにおける曲率操作には密接な関係があると考えられる。本研究では、リダイレクションにおいてロール方向の勾配ゲインを付加することによる曲率ゲインのスレショルドへの影響を、各ゲインを固定した状態で検討する。

マルチモーダルセンサデータに対して、時系列アノテーションを付与するシステムを開発した。複数のセンサデータを仮想空間上で統合することで、自由な視点および時間からデータ全体を分析しアノテーション入力できる。本研究では、分析対象として介護者および被介護者の動作データから、両者の対話に関するアノテーション入力を行いシステムの有効性を確認した。

我々は自動車をモーションプラットフォームとして用いるVRシステムの開発を行ってきた。また、我々はこのVRシステムに振動子を搭載し、振動と揺動を同時に提示することで、揺動に衝突感や衝突物体の材質感を付与できることを確認してきた。しかし、装置の実際の用途を考慮すると、コンテンツ体験時には映像、振動、揺動だけでなく、効果音などの聴覚刺激も行われることが想定される。聴覚刺激は知覚に大きな影響を与えることが知られていることから、本稿では振動と揺動と効果音によるVR体験の変化について調査し報告する。

ヘッドマウンテッドディスプレイは、臨場感や没入感を得られやすい利点がある一方で、使用によってVR酔いなどを生じさせることが確認されている。VR酔いの主な原因として、視覚や聴覚と前庭感覚の不一致が酔いを誘発するという感覚不一致説がある。著者らは、この感覚不一致を低減させることでVR酔いを抑制することを目的として、映像に合わせた前庭感覚を与えることができる新たなタイプのヘッドマウンテッドディスプレイの開発を行い、基本的な特性を調べる実験を行った。

VRやARなどといった現実感は、人々に新たな経験をもたらす。しかしながら、ユーザーは拡張された現実への出入りにおいて、HMDの装着やアプリケーションの起動などで、時折酔いなどの不快感を感じる場合がある。本研究では、ユーザがVRやAR空間におけるシームレスな現実感の切り替え手法について検討し、それに付随するUI設計について提案を行った。

主観的な体験を行うことができるVRは物事の理解を深めるため博物館展示などに活用されつつあるが、その体験にはHMDを始め特殊なデバイスが必要であるため、一般の人々にまで普及しているとは言い難い。VRの普及のためには、場所・デバイスを問わず体験できることが必要である。そこで、人がVR体験と感じる必要最小限の要素を抽出して一般に普及しているモバイルデバイス上に提示することで、場所・デバイスを問わず擬似的にVR体験を行うことを考えた。本研究では、このように必要最小限の要素のみで構成されたVRを縮退化VRと呼称し、そのアプリケーションについて提案する。

機械学習アルゴリズムFast Style Transferを用い、全周囲カメラで取得するライブ実写映像やCG等を統一的に特定の画風に変換し没入体験させるVR装置を構築した。本装置により、例えば現実世界がアニメ化するかの様な体験や、各種映像ソースの区別ができない/難しいために、CGと現実世界が区別なく混ざりあった体験がデザインできる。本研究ではユーザ評価に基づき、基礎的な画像変換技術と演出技法の開発を行った。

本研究では，HMD装着者が没入感の高いVR体験を損なうことなく，周囲の人々に関わるアウェアネスを向上させる手法を検討する．具体的には，近接する人の距離や向き等の情報を用いて，両者の関係性やインタラクションの必要性を推定し，その手掛かりをVE内に適切にそして段階的に与える情報提示手法を提案する．これにより，HMD装着者は，不必要に没入体験を失わずに，近接者の状況を把握し，体験を中断あるいは継続する判断を行うことができる．さらに本稿では，VRコンテンツのタイプを考慮して実装した4つの利用シナリオ例を紹介し，提案手法の可能性を議論する．

本研究は、錯覚により他者の存在感を提示することで、個人でデスクワークを行う作業者の集中力維持を支援するシステム「ぼっちくん」の構築を目的とする。本論では、座位姿勢の悪化が集中力維持を妨げる可能性に着目し、他者の目を意識することで自ら姿勢を正し結果として集中力維持につながるかを検討した。具体的には重心計測とニューラルネットワークによる姿勢検出と、HollowFaceIllusionによる他者の視線提示の機能を有するプロトタイプシステムを試作し、擬似的な他者の視線が能動的な姿勢改善と集中力維持にある程度有効であることをパイロット実験から示した。

HMDは前方に重量が偏るため、装着時は首に負荷がかかる。首への負荷は全身に悪影響を与え、姿勢を歪める原因になる。本研究では、VR体験中のユーザの姿勢を良くする方法として、視野制限を利用した姿勢矯正を提案する。実験では、VR空間において視野制限ありと制限なしの場合の姿勢変化を計測する。実験の結果、視野制限によって頭の傾きを11.6%、背中の傾きを15.6%減少させて姿勢をよくすることができた。

近年では、オンラインショッピングが普及し、実際に商品を見ることなく商品を購入する機会が増えている。その際に実際の商品と消費者の想像していた商品との間に齟齬が発生し、衣類等の触り心地が重要視される商品ではその齟齬の発生は大きな問題となる。本研究では、衣類の触り心地の中でもチクチク感に注目し、チクチク感提示デバイスにおいて重要である繊維固定手法を開発することで、繊維突出長制御の精度向上を目的とする。

機械刺激による触覚提示は、実物体を肌に物理的に接触させるという原理ゆえ自然な触覚提示ができるが、一定以上の強い触覚を与える強度の機械刺激は肌に痕が残る等の問題を生じる可能性がある。対して電気刺激による触覚提示は感覚神経を直接刺激するため、皮膚を傷つけずに強い感覚提示が可能だが、実物体を触る体験に比べその自然さは減じる。そこで、電気刺激と機械刺激を組み合わせることで、自然さと強度を兼ね備えた触覚提示手法を提案する。今回は提案手法の有効性検証の予備的段階として電気刺激による機械刺激の強度の増強が可能かどうかを実験によって確かめた。今回の実験では有意な差としてそれを示すことができなかったが、問題点を改善した上でもう一度同様の実験を行っていく。

往復で振動加速度が異なる非対称振動を指腹部に提示されたとき、人は振動を牽引されるような力として錯覚する(牽引力錯覚)。近年では、ボイスコイル型振動子に非対称な信号を入力することで牽引力錯覚を誘発できることが示されているが、指腹部に加わる非対称振動の物理量に基づく知覚特性は不明である。本研究では、非対称振動制御可能な実験装置を開発し、非対称振動の周波数成分に対応した牽引力錯覚の知覚特性を評価した。

これまでに我々はX、Y方向に振動制御可能な剪断力によるテクスチャ提示装置を用い、記録された振動情報をX、Y方向に正確に提示した際の触覚再現性の検証を行ってきた。本稿では振動情報と画像情報を組み合わせることで、以前我々が提案した振動方向再現による触覚提示手法では再現性が低かったタイルといった空間周波数が一定のテクスチャに対して、空間的特徴が表れる方向の振動情報を記録、提示することで触覚再現性をより向上する手法を検討する。

本研究では、臀部の皮膚にせん断変形を提示することで座面から鉛直方向に突き上げられた感覚を提示する手法を提案する。我々はこれまで、臀部の皮膚をせん断変形させることでせん断力を提示し、自己運動の加速感覚を誘発する手法を提案してきた。本研究ではさらに、左右の臀部の皮膚を瞬間的に身体中央に向けてせん断変形させることで路面の凹凸等による座面からの突き上げ感を提示する手法を提案する。提案手法が座面からの突き上げ感を再現する上で有効であるかを評価するため、臀部皮膚変形デバイスと、振動する機能を持ったステアリングコントローラを使用して実験を行った。身体中央への皮膚変形、外側への皮膚変形、手掌部への振動刺激を触覚条件として組み合わせて比較したところ、既存手法であるステアリングの振動のみの刺激と比較して、ステアリングの振動に加えて臀部の皮膚の身体中央へのせん断変形を提示する刺激が有意に突き上げ感を高い臨場感で提示できることが明らかになった。また、身体中央へのせん断変形と外側へのせん断変形との間では各評価項目で傾向が異なっており、異なる刺激として知覚されていることが示唆された。

触察時の情報を収集する手法はいくつも提案されているが、触察の条件によっては収集が難しい場合がある。収集が難しい場合の情報でも、Generative Adversarial Network (GAN) を用いることで既存のデータから生成できる可能性がある。そこで本稿では、無線型加速度センサを用いた手法により収集した加速度データを用いて、DCGAN による振動情報生成モデルを作成した。このモデルを用いて振動情報の生成を行った。生成されたデータを実際に無線型加速度センサを用いて収集したデータと比較し、考察を行った。

VR心理学研究委員会では，これまで5回の大会OSを企画し，脳科学，BMI，3D知覚，社会的行動など幅広いテーマについて扱ってきた．特に，第21回大会OSでは多感覚情報の統合がVR技術の本質的な問題であるリアリティの知覚や生体に及ぼす影響について議論した．本OSではVR技術を扱う我々の身体に焦点を当てることで，様々な感覚に入力される情報の統合に関して，認知科学，神経科学，心理学の分野で精力的に研究をおこなう研究者に話題提供していただくことで議論を深化させる．

IVRC（国際学生対抗バーチャルリアリティコンテスト）は，学生が企画・制作したインタラクティブ作品の新規性・技術的チャレンジ・体験のインパクトを競うコンテストとして1993年から毎年開催されている．今年で26回目となる本コンテストは，バーチャルリアリティの既成概念を拡張するような，独創的で親しみの持てる作品を数多く生み出してきた．その一方で，企画や制作が思うように行かなかった例も数多くあると思われる．そこで本パネルセッションでは，各チームの失敗談を出し合い，失敗の共通点や原因について議論することで，より良いVR作品を制作するためのノウハウを共有する．

本研究は人間の最も生得的な移動手段である歩行動作とUAV(無人航空機)の飛行を同期させ、UAVが撮影した映像を提示することで、遠隔地を歩行する感覚の生成を目指す。全方向に無限に歩行できるロコモーションインタフェース、Torus Treadmillと全周映像を提示できる没入型ディスプレイ、Rear Dome 1600を用いることで歩行動作によりUAVがいる遠隔地を自分の足で歩き回ったような感覚を提示する。試作したシステムにおいて曲線的な飛行経路を描くように歩行した場合の提示性能を評価した。

本研究ではこれまで、身体感覚が拡大されたときに生じる外界認識変化の検証を目的に、歩行移動型モーションベースであるBig Robot Mk。2を開発してきた。本システムは搭乗者の歩行動作に応じて装置の揺動機構と移動機構を制御することで歩行時の巨人頭部の運動軌跡を生成し搭乗者の身体感覚を拡大する。本稿ではその制御手法を提案し、歩行軌跡追従性と搭乗者の歩行動作への応答性の評価実験を行うことで本システムの有効性について評価を行った。

本研究では、循環型歩行感覚提示装置として二輪駆動型ロボットタイルを提案する。二輪駆動型ロボットタイルは駆動方式に対抗二輪駆動を用いた移動ロボットを使用する。本システムはロボットの動作精度の向上による歩行速度、歩行安定性の向上を目的とする。二輪駆動型ロボットタイルにより目的が達成可能か検討するため対向二輪駆動を用いた移動ロボットの性能評価を行った。また、本システムに用いる循環方式としてゾル-ゲル変換を用いた循環を提案しシミュレーターを用いて有効性の検討を行った。

本研究では、部分面型ロコモーションインタフェースを用いて柔軟な床面を歩行する感覚提示が可能なシステムを開発した。従来のロコモーションインタフェースでは、剛体の床面を歩くのみで様々な地面性状を提示する研究は進んでいなかった。本研究では地面の凹凸を提示可能な部分面型ロコモーションインタフェースを用いて、弾性的な変形をする床面の提示環境を構築し、歩行時におけるユーザの床面性状の認識特性について調査した。

近年、バーチャル空間を移動する様々なインタフェースが開発されている。移動インタフェースには、ボタンやジョイスティックを用いた指令入力タイプと、手足や体幹の動きを利用した動作入力タイプがある。動作入力として、足を動かして歩行するものや、手や体幹の姿勢で飛行するものなどがある。本研究では水中での移動を対象とし、バタ足により移動可能なインタフェースを開発する。

Head Mounted Display(HMD)のトラッキング技術の進歩により、ユーザは椅子に座って仮想空間を見渡すだけでなく、部屋の中を歩き回ってよりダイナミックにVirtual Reality(VR)を利用できるようになった。一方で、HMDを外さずに実空間を動き回るために周囲の障害物と衝突する可能性が生じた。本稿では、VR利用時にユーザが実空間上で安全に目的地に辿り着くために、障害物や他の歩行者が存在する中で歩行者がどのように動くかをシミュレートしたモデルであるSocial Force Modelを適用して、仮想空間内に安全な歩行ルートを描画することでユーザの歩行を支援するシステムを提案する。

カラスはとても賢く、また人間社会と密接した動物である。一方で、農畜産物の食害や都市公害、それを起因とした過剰な繁殖など常に彼らとの共存が課題となっている。本発表では、動物行動学的なアプローチに加え、ドローン/ロボティクス・ 人工知能・テレイグジスタンス技術などを活用しカラスと対話を試みることで、カラスにとってのカラスらしさを知り、カラスとの共存を試みる本プロジェクトの取り組みを紹介する。

これまで我々はカラスとのコミュニケーションを図るCybernetics Crowの開発実装を行なってきた。今回、Telexistence Cybernetics Crow実現のための視覚系を持つ空中制御可能な剥製翼グライダーと地上からテレイグジスタンス可能なHMDとヘッドトラッカーを用いた視覚系を設計実装する。本プロトタイプの結果を評価し、飛行可能なTelexistence Cybernetics Crowの開発仕様の抽出を実施する。

認知心理学では、ヒトとアバタに多感覚情報を同期提示することで、身体所有感がアバタに転移し、アバタの外見に応じた心理的効果が得られる現象が報告されている。本稿では、ドローンの操作の妨げとなる高所に対する恐怖の抑制手法として、鳥アバタへ身体所有感を転移した際の心理的効果を検討した。鳥アバタとアバタを提示しない各条件下でVR空間内の高所(20m、40m)へと上昇する実験を行い、その際の恐怖を主観評定と生理反応から評価した。実験の結果、主観評定から、鳥アバタはアバタを提示しない条件よりも高所から落下する不安を軽減することが示された。しかしながら、生理反応において2つの条件間に差は見られなかった。

これまで我々はカメレオンのように両眼を別々の方向に独立して動かす擬似的な能力をユーザに与えるシステム「バーチャルカメレオン」の開発を行ってきた。従来システムでは、カメラのパン-チルトする姿勢制御機能は実現されてきたが、ズームなどによりカメラで撮影される映像の空間周波数を制御する機能は有していなかった。そこで本研究では、光学ズーム機能を有するカメラを実装と基礎検討を行ったので報告する。

動物の自発的な行動の基盤となる脳神経系のメカニズムを計測解析するためには、自由に行動する動物の脳活動を計測する必要がある。しかし、先端的な脳活動計測システムは大型であるため、頭部を固定した状態で計測する必要がある。この問題を解決するため、我々はバーチャルリアリティ技術を用いた小動物用行動実験系を開発している。本発表では、我々がこれまでに開発してきたマウス用行動実験システムについて紹介する。

理科初等中等教育において、解剖実験は動物の体のつくりと働きの深い理解とともに、生命倫理を考える重要な機会である。一方、近年、動物実験倫理指針から小中学校での哺乳類の解剖実験が困難となっている。そこで本研究では解剖実験の有する実物の「生々しさ」を表現するVR教材の開発を目指し、手始めにラットを対象に、実際の解剖の様子から3次元モデルを生成し、VRディスプレイ「zSpace」を活用した中学校用の教材開発を行った。

近年数多くの触力覚ディスプレイが開発されており、皮膚を剪断変形させることで横滑りの感覚や摩擦感を提示するデバイスの開発もなされている。しかし、これらのデバイスは皮膚全体に対して横ずれを起こしているため、局所的な皮膚変形を起こすことができない。そこで本研究では、ピンアレイ触力覚ディスプレイにおいて、ピンを斜め方向に配置することで、より局所的な接線方向への皮膚変形を生じさせる手法を提案する。また、提案した手法を元にデバイスを作成し、方向知覚についての実験を行い、デバイスの性能を評価する。

ポールウォーキングは２本の杖を用いた歩行運動であり、足腰への負担が少なく安全で、通常のウォーキングと比較して高い運動効果がある。そのため、高齢者の間で関心が高まっている。本研究は、ポールウォーキングのモチベーション向上を目指し、歩行に合わせてテクスチャ情報を杖に提示することで、様々な地面を歩いているかのような楽しみを付加する手法を提案する。本稿では、提案手法の基礎検討結果について報告する。

本研究では、指紋の形状変化によって遷移する摩擦分布を考慮した指の滑り摩擦の力覚インタラクションを提案する。バーチャル物体を擦る際の摩擦感をより現実の摩擦感に近づけるためには、指紋による凹凸や柔軟性を再現する必要がある。そのため、バーチャル空間内の指モデルに指紋の形状を考慮し、実際の滑り摩擦に起きうるPre-slidingやStick-Slip現象をリアルタイムで再現する。

バーチャルな関節屈曲感覚を提示する方法の一つとして経皮電気刺激がある。しかし、ユーザー間での身体的・知覚的な個人差の存在や、電極の付け外しによる位置ずれの発生などにより、システムが意図する関節屈曲感覚を確実に提示することまでは実現できていない。そこで本研究では、スイッチング機能を有する刺激発生装置と電極アレイを開発し、位置選択的な刺激提示を可能とすることで、知覚の確実性向上を目指す。

本研究の目的は、生地をなぞった時の感触を指先に再現する皮膚触覚ディスプレイの表示手法と生地の機械的特性の計測である。このディスプレイでは、モータの回転とボイスコイルの振動の二方向の力を提示することで、複数の生地を再現する。本稿では、KESによって測定された生地の力学的特性とモータ及びボイスコイルの制御パラメータの関係について説明する。

passive hapticsにより、力を加えると変形するような動的なバーチャル物体提示を実現するには、把持物体にかかる力を計測しそれを元に物体変形視覚feedback(FB)を生成する必要があるため、把持物体にかかる力を簡便に計測できる必要がある。そこで本研究ではsEMGに着目し、物体や手指に力センサを取り付けることなく把持力を推定し、それに応じた視覚FBを生成することで多様な物体変形感を提示できるシステムを提案する。

近年中高年のスキューバ事故が多く、ほぼ死亡事故に繋がっていると報告されている。事故低減のため、我々は手頃な水域で安全に任意の水中環境での訓練をVRで実現することを目指し、ウェアラブル型のスキューバ訓練用VR海中体感システムを提案する。本稿では、水中で使用可能な有線型HMDの開発を行い、提示映像の立体視及び水深3。8mにおける防水性・耐水性といった基礎的性能の検証を報告する。

筆者らは、映像のすべての画素に高速点滅で不可視の情報を埋め込む空間分割型可視光通信 (PVLC) 技術と、その実装としての可視光通信プロジェクタの研究を進めてきた。しかし、従来のPVLCにおいて、映像とデータのエンコードはソフトウェア処理で行っており、PCの計算負荷とPC -- プロジェクタ間の通信量は大きかった。そのため、色階調やコントラストといった映像の品質と、映像と情報の動的更新の両立は実現できていなかった。そこで、DMDとLEDの同期した高速制御とPVLCのエンコードをハードウェア処理で実行することで、映像表現力と映像と情報の動的更新を両立可能な可視光通信プロジェクタを提案する。本稿では、提案プロジェクタの設計、実装についての詳細とその評価実験の結果を報告する。

筆者らは、映像のすべての画素に高速点滅で不可視の情報を埋め込む可視光通信プロジェクタの研究を進めてきた。しかし、従来の手法では、可視光源のみでデータの送信と同期処理をしていたため、投影映像の画質劣化が生じていた。そこで、赤外光源を追加し、画素単位での不可視なデータ転送を可能にすることで、投影映像の画質向上につながることが期待される。これを実現するためのプロジェクタを開発し、その結果を報告する。

近年、再帰透過光学系を使って空中像を実現する研究が盛んに行われており、娯楽やインタフェースへの応用が大きく期待されている。しかし、観察視野角が狭く、像とのインタラクションが制約されることが問題視されている。そこで本研究では、再帰透過光学系により結像される空中像に対して、従来観察者に届かなかった光線を対称ミラーにより観察可能にするシステムを提案し、広視野角空中像とのインタラクション特性の評価を行う。

視覚的に等価なライトフィールド３Ｄ表示はディスプレイの機能により視点画像を補間することで、少数の指向性画像で滑らかな運動視差の表示を実現している。昨年は水平視差のみの表示装置について報告した。今回は、新規構造のバリアを考案し、一般的なＲＧＢストライプの画素構造の液晶パネルでも垂直方向の視差の表現を可能とすると共に、テーブルトップ表示のプロトタイプを作製したので報告する。

自動走行化に伴い、動揺病を発症する人が増加すると考えられている。これは、従来の運転手が搭乗者となることで、自車の挙動予測が困難となり適切な姿勢を維持できず、感覚矛盾が発生することが原因として挙げられる。本研究では、動揺病軽減を目的とした、搭乗者を運転手と同様の姿勢へ誘導する座面傾け装置の開発と動揺病の軽減効果の検証を行う。検証方法はアンケートによる主観的評価や生理指標による客觀的評価を用いる。

VRの急速な普及に伴い、自動車内にも利用の場がひろがることが予想される。自動運転が実用化されれば、その動向はさらに加速される。本研究はそのような背景を踏まえ、自動車内ならではVR体験として、揺動の拡張を提案する。それを実現するシステムとして自動車の走行によって発生する加速度を拡大して搭乗者に提示するシステムを開発した。助手席に搭載できる小型の２軸モーションベースを製作し、加速度センサと連動させた。

近年、高齢化が急速に進み高齢運転者の講習が増加している。講習では、教官の付き添いのもと講習場内の道路を走行しており、危険行為など項目別で運転適性を判断している。しかし、高齢運転者の増加により、教官の人員不足や時間的コストが問題となっている。本研究では、講習にかかる負担を軽減し、一般道に近い路上走行を再現するために、低コストかつ高臨場に運転適性を判断可能なVRドライビングシミュレータの実現を目指す。

歩行VRにおいて旋回歩行を可能にする手法を腕振り運動提示の観点から検討した。実際歩行における腕振り動作は、胴体のねじれやバランスを調整する効果があり、腕振り運動提示によるバランス制御は、VR空間における歩行感覚の向上に有効であることが示唆された。本研究では、刺激条件を変えた腕振り運動を複数提示し、その時の歩行感覚の変化について述べる。

近年、仮想空間を移動するロコモーションインタフェースの開発が盛んに行われている。ハーネスで体を支えて立位で滑面床を歩いたり、座位で足を動かしたりするなど、様々なものが開発されている。これに対し、我々はサドルに跨り上体を支えることで体重を免荷し、両手両足を自由に動かして全力疾走可能な走行インタフェースを提案する。また、浮遊期を考慮した走行モデルと組み合わせ、実際の走行に近い移動の実現を目指す。

両手それぞれに対して6自由度の力覚提示を行うウェアラブルデバイスSPIDAR-Wと、荷重センサを用いて足踏み動作による無限歩行を実現したロコモーションデバイスの2つを組み合わせ、力覚提示と歩行感覚を同時に得られる複合的なデバイスを試作した。また、本デバイス及びVR向け視覚ディスプレイHTC Viveを用いたマルチモーダルなVR体験を開発した。

限られた数の磁気式モーションセンサの出力を機械学習し、細かい手指の動作を行う手の代表点の位置・姿勢および各指の関節間の全部位の姿勢を推定する方法を提案する。磁気式モーションセンサにより、オクルージョンが生じる状況やグローブが使用できない状況でも対象の推定が可能となる。機械学習のモデルには、2次元格子状に配置された磁気式モーションセンサの計測値を入力とするCNNのモデルを採用した。磁気式モーションセンサの7つのマーカを片手に装着し、OptiTrackとLeap Motionの出力を訓練標本として手の動き収集し、学習を行った。その結果、精度の高い推定が可能であると確認した。

採血には繊細な手技が要求されるため、初学者にとって修得が困難な技術の一つである。過去の研究で我々はHMD越しに手本の手技が立体映像として提示される採血学習支援システムを開発したが、習熟者と初学者との手技の差異を顕在化するには至っていない。本研究では、磁気式MoCapにより計測した複数の看護教員と学生の手技を解析し、注射器に対する指の姿勢変化を調べることで評価指標となるパラメータについて検討した。

本稿では、ダイナミックプロジェクションマッピングのためのマーカベース非剛体3次元トラッキングについて述べる。同応用では高速性および高精度性が求められるが、従来手法ではこの両者を同時に達成することが困難であった。そこで、マーカベースの対応点探索手法を採用することで高速性を維持しつつ、変形する曲面モデルを用いたdeformation fieldの推定を行うことで高精度化を達成する手法を提案する。

本発表では気圧センサを用いた位置推定手法を提案する。屋外における位置測位ではGPSなどの測位システムが一般的になっている。それに対して、屋内の測位システムは、マーカとカメラ、可視光通信、無線IDなどを用いたシステムが研究されているが、広く実用化されているものは少ない。そこでより広い範囲から可能性を検討するため、従来研究ではあまり取り上げられていない気圧センサを使った位置計測の実験を行ったので報告する。

建物情報BIM（Building Information Modeling）を活用し、BLE (Bluetooth Low Energy)を使用した屋内測位システムを開発した。BIM活用によって天井や壁の適切な位置にIoT Gateway（以下、スキャナー）を配置設計し、実空間においてBLEデバイスの電波を複数のスキャナーで計測することで、これを装着した複数人の測位を可能とする。本稿では測位方法について概要を示す。

人間拡張工学は、人の身体能力を超える、あるいは年齢や障碍などの身体差により生じる「人と人のバリア」を超えるといったことを可能にすると期待される。このような超人 (Superhuman) 同士が、テクノロジーを乗りこなし、競うスポーツが、超人スポーツである。本年のOSでは、超人スポーツの名を冠する最初の大型研究グループによる要素技術開発と、それに基づき試行・デザインされた競技について報告する。

我々は熱放射を利用した触覚ディスプレイを提案している。本ディスプレイは熱放射という光を利用して空間中の掌温度を制御する。そのため、熱画像カメラ、超音波センサ、ハロゲンランプという複数のセンサおよび光源の座標系によるシステムを提案してきたが、提示可能な距離が限定されていた。本稿ではこれまでのハロゲンランプにかわり、レーザ光源を利用した遠隔化におけるレーザ光源の熱伝達と、その制御手法について検討する。

空気圧による軟質素材の膨張・収縮を用いた、指先装着型の摩擦力提示デバイスを提案する。 装置はシリンダやポンプを用いた空圧制御装置と、空気が注入可能な指先装着型のエンドエフェクタで構成される。エンドエフェクタは指腹部が軟質素材でできており、空圧の制御で形状が変化する。物体と接触した際、指腹部の形状を変化させ、物体との接触面積を増減させることで摩擦力の制御を実現する。

本研究では、ユーザーと非接触な状態においても強い刺激を与えることが可能な空気噴流に着目し、単一の機構で力覚と触覚を同時に提示可能なデバイスを提案する。力覚の提示にはエアコンプレッサから噴出される空気噴流による直接的な圧を用い、噴流強度に周期的な変動を与えることで触覚を刺激する。周期変動はモーターと円板による開閉機構により付与する。実験により、人の感覚や材質感など多様な触感を生成できることが確認された。

空中超音波触覚提示法の実用上の課題の一つに、提示力の弱さがあげられる。そのため、限られた提示力のもとで、なるべく知覚されやすい刺激パターンを見出しておく必要がある。本稿では、固定点での強度変調よりも刺激が強く感じられるLM刺激において、その変調パターンを変化させたときの知覚強度の差異を実験により検証した。

VR や AR における遭遇型ハプティックインタフェースでは主にロボットアームを用いることが多いが、ドローンを用いることで体験者が自由に動くことのできる空中遭遇型ハプティックインタフェースを実現できる。また、ドローンに複数のテクスチャを取り付けることで複数の触覚を提示できると考えられる。本研究ではドローンに硬度の異なる複数のテクスチャを取り付け、固定されたプローブの先端に対して、一定の速度でドローンを飛行させ、接触時のテクスチャの変形量を RGB-D センサによって計測し、その変形量が硬度によって異なることを確認した。

Videos recorded with action cameras let viewers experience extreme activities from a safe environment. Unfortunately, these videos can be uncomfortable to watch due to intense camera shaking. Here we propose using vibrotactile feedback to the palms based on camera movement estimates to preserve the feeling of motion in first-person view videos that have been stabilized.

空中超音波を用いて３次元的に位置制御されたバルーンに映像を投影することによって、空中に映像を提示するシステムを提案する。バルーンの位置制御は、環境に配置された空中超音波フェイズドアレイを用いて非接触に力を加えることにより行われる。その結果、スクリーン側に動力を搭載することなく、メートルオーダーにおよぶ位置制御範囲を実現している。本論文では、提案システムの構成と機能を紹介し、バルーンの位置制御実験を行った結果について述べる。

頭部搭載型ディスプレイ(HMD)を使ったVR体験で高い没入感を得るには、現実同等の高い解像度で映像を提示する必要がある。ではどれほどの解像度があればユーザーは満足できるのだろうか。本研究では、仮想空間と実空間で人が同じようにふるまうことのできるHMDの解像度をユーザーの平衡を指標に求めた。

頭部搭載ディスプレイのリフレッシュレートを数段階に変更して、ユーザーの重心動揺の計測を行なった。その結果リフレッシュレートを減少させるにつれて、人間の平衡は悪化していった。これをもとに、人間の平衡が実空間にいるときと等しくなるために目標とするリフレッシュレートの推定を行なった。

近年DMDを用いて高速な運動追従を実現するディスプレイシステムが複数提案されている。DMDにおいて多値画像は、異なる時刻に提示される複数の二値画像の重ね合わせとして表現されるため、提示方法やその諸元によっては画質劣化や追従遅れが知覚されることが懸念される。しかしながらその定量的な評価は十分に行われていない。そこで本稿では、異なる方式で表示される運動追従映像の知覚を比較する実験について報告する。

視覚情報は人の知覚の大部分を占めており、もし空気の温まる様子や冷える様子を可視化できれ ば、エアコンの空調効果をより大きく感じられることが期待される。そこで本発表では、空気の流れを シミュレートして光学透過型 HMD を用いた拡張現実技術により提示し、可視化された気流を見た際に ユーザが知覚する温度感の変化を評価した。結果として、「可視化された気流」と「可視化なし」の間で 有意差が認められた。

This research will explore how eye gaze and motions of the virtual agent can affect people’s attention. However, Mona Lisa effect may happen that the eye of a portrait often follows observers even though they stand in different positions. This study will try to solve such inaccurate perception while people are interacting with the virtual agent on 2D signage display.

近年我が国では要支援、要介護認定されていない元気な高齢者が増え、社会的な活躍の場も増加している。しかし、元気高齢者とはいえ、加齢に伴う視聴覚などの感覚機能、筋骨格系などの身体機能、注意や記憶などの認知機能の低下がみられる。アクティブな活動を実現するため、これらを支援する技術の重要性が増してきている。本OSでは、元気高齢者の諸機能（特に認知機能）を維持・増進するためのVR技術について議論する。

本OSでは、SIGGRAPH、CHI、UISTなどのトップコンファレンスで日本から採択された著者の皆さんに、ご講演頂きます。特に、国際舞台での活躍を目指す若手研究者のために、夢を現実にするための手がかりを提供することを目的として、ご研究の内容を日本語で紹介して頂くとともに、採択までのご苦労や論文の書き方などもお話し頂き、成功事例を皆で共有することで、皆さんの参考にして頂きたいと考えています。

招待講演：
研究テーマの筋～最近の採択論文を交えて, 伊藤 勇太（東京工業大学 情報理工学院）

IEEE VR 2018 採択論文 Ascending and Descending in Virtual Reality: Simple and Safe System using Passive Haptics, 長尾 涼平（東京大学大学院 情報理工学系研究科）

働き方の多様化から職場と家庭での精神状態の切り替えが困難になるWork-Family Conflictが問題視されている。本研究では、アバタの容姿がユーザの精神状態を特定の方向に誘導する知見に着目し、ユーザの容貌を特定の形に変形したアバタを提示することで精神状態の切り替えを支援するシステムを提案する。実際にクラウドソーシングを用い、仕事で優秀に感じる容貌への変形を実現する容貌評価モデルを構築した。

身体所有感の錯覚によって、自身とは異なる形状の身体を自分の身体のように感じることが可能である。これまでに、四肢先端の同期運動のみから透明な身体に対して所有感が生じること示した。本研究では、四肢先端のみの刺激から手先の位置を変えることで、通常とは異なる四肢身体が知覚されるか調べた。その結果、手先の位置を変えた刺激が被験者の運動に同期することで腕の長い身体が知覚され、その身体に所有感が生じた。

自己身体とバーチャルな身体の同期運動によって身体所有感の錯覚が生じる。本研究では、バーチャルな腕への身体所有感が自身の指との同期運動によっても引き起こされるかどうかを調べた。被験者は右手の親指を自発的に自由に動かし、それと同期または非同期に運動するバーチャルな右腕がHMDに提示された。その結果、同側の実指とバーチャルな腕の運動が同期することで、バーチャルな腕に対して身体所有感が生じた。

開口を通り抜ける時には、身長・肩幅と開口幅との相対的関係に合わせて適切に肩を回すことが報告されている。つまり、自己身体の情報が知覚運動行動に適切に反映される。そこで、バーチャル空間内で身体の大きさが開口の通り抜け運動に及ぼす効果を調べた結果、身長が高いときにより大きく肩を回すことが分かった。したがって、バーチャル空間内での身体サイズの変化は開口通り抜け行動に適切に反映されることが示唆された。

バーチャルリアリティを用いることで、異なる性別、人種、発達段階の身体に対しても身体所有感の錯覚が誘発可能であることが報告されているが、いずれも自己身体から１つの異なる身体への改変であった。 本研究では1つの身体を複数の人が共有する「共有身体」を提案・設計した。それに対してどのように身体所有感や行為主体感を感じるかを検証した。

本研究ではワイヤ駆動モーションベースを用いた月面跳躍体験の実装と評価を行う。従来の月面体験装置に存在する、自然な姿勢で体験できない、可動域が狭い、映像提示不可などの制限を解決するため、広い可動域を有しユーザの身体動作を阻害しないワイヤ駆動モーションベースを用いた。ユーザの位置情報から跳躍のタイミングの計測と跳躍軌跡の予測を行い、モーションベースにより提示する事で月面での跳躍体験を実現した。

身体の複数部位に対してウェアラブルかつ温冷覚提示可能なTherModuleを提案する。従来研究では、単体部位、複数部位であっても提示箇所が限定的であった。TherModuleでは、身体的な運動や感覚を阻害せず、インタラクションの範囲を拡張できると考えている。本稿では、TherModuleの試作とTherModuleの温冷覚提示による映像体験の向上に関する実験を行った。その結果、TherModuleによって映像体験が向上することが示唆された。

我々はこれまでにブレスレット型人体通信デバイスによる身体接触の様相計量に取り組み、いつ、誰と、どちらから触れたかを計量することを実現してきた。本研究では、人体通信の受信信号強度を計測することで身体接触の面積を計量することを試みる。本稿では、まずこれまで開発したデバイスの人体通信の伝送経路をモデル化する。そして、モデルの妥当性を検証するために2名の被験者を募り行った予備実験について報告する。実験の結果、受信信号強度はデバイス間の距離および装着者間の距離が小さいほど上昇し、また接触面積が大きくなることによりさらに上昇することが明らかとなった。本結果は構築したモデルと一致し、接触面積計量の実現を支持する。

本研究では、ユーザーの手の届く範囲で立体的に移動する浮遊物体に触れることによって、任意の位置にあるVRオブジェクト映像に対して接触感を提示するシステムを提案する。超音波による音響放射圧で浮遊物体の位置を制御し、VRオブジェクト映像と浮遊物体の位置を同期させることによって映像と触覚を整合させる。ユーザーは任意の位置にあるVRオブジェクトに直接手で触れたり、手に持った棒やコントローラーを介して触れたりすることで、接触感を得ることができる。本稿ではシステムのプロトタイプを作成し、その基本性能について評価を行った結果を述べる。

従来の空中触覚提示の作業空間は、一辺30 cm の立方体領域程度までであり、表示対象は手のひらか指先に限られてきた。本研究では、人間の上体を覆うような広い作業空間を実現するための手法を提案する。また、拡大された空間での仮想物体とのインタラクションを行い、大規模空間における空中触覚の効果を評価する。

本研究では、ハンドジェスチャによるロボットの移動制御に非接触な触覚フィードバックを付加することで、操作している実感を向上させる試みを行った。非接触触角刺激によって(A)手がロボットの認識範囲内に存在する（B）ロボットを操作できる状態にある(C)ロボットの操作を行っている、という3つの状況をユーザに対し直感的に提示し、誤入力の軽減など、操作感の向上を試みた。評価実験の結果、操作感の向上に触覚フィードバックは有効であること、システムが提示する触覚の変化をさらに知覚し易く工夫する必要があることが分かった。

流体が物体表面に流れると強制対流熱伝達が起こり、流体と物体の間で熱の移動が生じる。本研究では、空気噴流を皮膚表面に流すことで生じる強制対流熱伝達を利用した、新たな温度提示デバイスの開発を目標としている。本稿では、送り出す空気噴流の流速とヒトが温度を知覚できる面積との関係について調査を行った。また、皮膚表面温度を測定し、被験者の回答した知覚温度との比較も行った。

バーチャルリアリティ(VR)における嗅覚提示は、嗅覚ディスプレイに香料の種類と匂い濃度を指定することによって行われる。匂い濃度の取得方法については様々な方法があるが、本研究では複雑な構造物があっても濃度分布を計算可能な数値流体シミュレーション(CFD)を用いてVR空間内の匂い濃度分布を計算した。また、計算した濃度分布に基づいて、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)と嗅覚ディスプレイを装着してVR空間内の匂い源を探索するVRコンテンツを作成した。

これまでに超音波ビームを用いて匂い物質を空中輸送することで、ユーザーに遠隔的に匂いを提示可能であることが示されている。本研究では、その技術を用いて、超音波ビームをアロマオイルのような匂い源に照射することで匂い物質を霧化させ、霧化した匂い物質を別の超音波ビームで遠隔のユーザーに空中輸送する手法を提案する。すなわち、匂いの生成と輸送とをともに超音波により実現する。

空気砲の渦輪に香りを載せることで香り提示を行う香りプロジェクタでは、非装着かつ時空間的に局所的な香り提示が可能である。2つの渦輪を衝突・崩壊させることで自由空間中に香り場を生成する方式が提案されており、香り場生成の確実性を向上させるためには渦輪の軌道安定化が必要である。空気砲開口部形状において、開口部に向けて滑らかに絞り込まれていく形状とすることで軌道安定性が向上するという報告がある。その後、開口部に向けて直線的に突き出た形状においては、軌道安定性の向上が確認されなかった。しかし、開口部を曲線的に突き出させることによる影響は不明である。そこで本研究では軌道安定化へ向けて、曲線的に突き出た開口部形状を用いて実験を行った。その結果、曲線的に突き出た形状とすることで、渦輪の進行方向に対して垂直な方向のばらつきが小さくなり、軌道安定性が向上することが示された。また、渦輪衝突の観点から、渦輪の進行方向のばらつきについても渦輪衝突の確実性を向上させる可能性が示された。

VRや4D映画などでユーザに香りを提示する手法として、渦輪によって香気を提示する空気砲の開発が行われてきた。従来の空気砲では構造によって渦輪の大きさや速さが一意に決まるため、渦輪のパラメータを変更する場合、筐体そのものの設計も変更する必要がある。本研究では渦輪のパラメータを独立に制御できる空気砲を提案する。試作空気砲では10cm角の板面に小型の空気射出孔を複数設け、複数の射出孔をグルーピングして射出する空気の圧力とタイミングを個別制御する。これにより、板面全体で渦輪を形成するための理想的な速度分布を生成し、安定した渦輪を射出できることを確認した。

嗅覚ディスプレイ開発の課題の一つとして、デバイスの使用に伴い匂いが周囲空間中に拡散・ 充満してしまうことが挙げられる。本研究では嗅覚ディスプレイの匂いの出力口のほか新たに匂いの吸入口を導入する。デバイス内部には消臭物質を充填し、人間の鼻に吸い込まれない余分な匂いをデバイス自ら回収することで空間の匂い残りを低減することが目的である。

Smart Hair は触覚提示インターフェイスを構成する柔軟で細線状の毛状アクチュエータである。しかしこのアクチュエータは、屈曲量の詳細制御が困難であるうえに、製造上の理由から個体差が激しいという問題があった。本研究では、アクチュエータの屈曲量に対応する内部状態をフィードバックする制御システムを提案した。また、個体ごとの特性値を用いることで複数個体間においても均一かつ再現性の高い動作が可能かを評価した。

MR流体は高速応答性を持ち、磁束方向に対し垂直な方向に剪断応力を発揮する機能性流体の一種である。本研究ではMR流体を利用した小型かつ軽量な手首装着型力覚提示デバイスを提案する。MR流体を充填したゴムチューブに加える磁束密度を制御することでゴムチューブの曲がりやすさを変化させ、手首関節の剛性を高めることで力覚提示を行う。

本研究では、多指力覚提示システムを開発している。これは、バーチャルリアリティ開発環境のSpidarを拡張して、内側に多指力覚提示機構を設けており、多指に力覚提示できる。さらに、手首にも、力覚を広い領域で力覚を提示可能であるる。このハードウエアに対して、グラフィックス、物理計算、力覚制御するシステムを拡張している。

指に装着して皮膚に密着でき、かつ指の動きを妨げない大きさで、3次元空間で自由に使用できる触覚デバイスを検討している。提示部分には、高速でかつ大きな力を生成可能な圧電―カンチレバー方式を採用し、人間の2点弁別閾に近い距離で刺激が生成でき、指の大きさより少し大きいくらいの大きさの触覚生成デバイスを設計している。本報告は3回目の試作結果を報告する。

タブレット用力覚提示装置であるSPIDAR-tabletをBluetooth Low Energyを用いて無線化し、マルチプラットフォーム化した。また、iPad向けに持ち運び可能な一体型のフレームを作成した。さらに、先行研究での熱力学学習支援システムをiPadに搭載した。

筆者らはSPIDARシステムを用いた力覚提示装置とHMDを一体化させることで、装着を容易にし、装着感を軽減した力覚提示装置“SPIDAR-HMD”を開発した。この力覚提示装置は顔の正面にある物体に対しての力覚を提示する装置のため、頭部の移動を正しく行えば仮想空間内の物体に対する触知覚体験を行うことが可能である。初期型では力覚提示時に不具合が生じ、最大提示力が小さめであった。現在はその力覚提示に関する問題を解決し、より大きな力覚を提示できるように改良している。

歩行による運動やリハビリのモチベーション向上のため、VR技術の応用が期待されており、歩行感覚の呈示が可能な無限歩行システムが必要である。低コストでVR環境内を歩行するため、大腿部を支持する無限歩行システムが提案されている。しかし、足の動きが制限され、VR環境内の自身の分身となるアバターの足の動きも制限される。運動やリハビリの効果は身体の姿勢を認識することで上がるため、アバターの姿勢の認識が必要であると考えられる。そこで、本研究では足の動きに制限がないアバターの姿勢を呈示するためのアバター姿勢制御を行う。

VR体験に触覚を付与する方法として、VR空間に視覚的に表示するオブジェクトと同じ材質の物体を実際に体験者に触らせる手法が提案されてきた。しかしこの手法ではVR空間上のオブジェクトの種類と同じ数の物体を用意する必要がある。本研究の目的は、視覚的にも触覚的にもテクスチャを提示する状況で2つのモダリティが合っていると感じられるための条件を明らかにすることで用意すべき触覚テクスチャの種類を具体化することである。本稿では特にライン状グレーティングを用いた場合に一致していると感じる空間周波数の範囲を検討した。

本稿では、手指を使用して空中立体映像とインタラクションを行うことのできるシステムを提案する。手指の位置をデプスセンサで計測し、映像上の物体に触れた位置に超音波による振動触覚を提示することで、ユーザーは実際に触れているかのように物体を操作することができる。さらに、物体に触れた際の指の断面形状に応じて超音波の収束位置を変化させることでより強く物体の面の位置や角度を認識させることが可能となる。

本研究では、3D奥行きセンサを搭載したスマートフォンを用いて、実風景に水面を重ねて表示する拡張現実アプリを開発した。リアルタイムにオクルージョン処理を行い、1m以下の低水位でもリアルな浸水表現を可能にした。氾濫流と漂流物も表現できる。体験者の周囲の構造物の形状が認識されているため、CGの漂流物が実空間の構造物に接触すると、せき止められ跳ね返るなどの物理挙動が表現され、氾濫流の危険性を実感できる。

東京国立博物館所蔵の国宝「八橋蒔絵螺鈿硯箱」を題材としたシネマチックVRコンテンツを対象とし、その表現手法が題材への興味や関心に及ぼす影響について、実験的な検討を行った。VR 空間内にシアターを構築し、硯箱の1)外観、2)内部からの視点、3)装飾上の歩行、という 3 種類の表現を用意し、それらの観察中および観察前後の注視点と瞬目発生頻度について測定・解析を行った。

本研究では、口頭発表における緊張緩和を目的とした変換聴覚フィードバックシステムを提案する。このシステムでは緊張状態の声の特性を打ち消すように入力音声を漸次的に変換し、擬似的な安静状態での声をフィードバックすることで、発話の明瞭化を使用者に知覚させ、緊張緩和を狙った。スピーチ実験による効果検証の結果、音声パラメータの違いが緊張感に影響した可能性や、システムが使用者の自信向上に寄与した可能性が示唆された。

「共有アクション」とは、同時に同じ動きをすることで、初対面の人との間に共感とつながりを育む手法である。従来、応用心理学では管理された実験室環境下で、リズムに合わせて指で叩く、椅子を揺らす等の運動を用いて、その効果を示してきた。本研究では、スマートシューズや、タッチパネルで計測する脚や指の運動を入力とし、楽しく実用的な共有アクションゲームを提案する。さらに予備的なユーザ評価を実施した。

鋭い指向性が音響特性にあるパラメトリックスピーカーは音の跳ね返りによる音像を顕著に感じる特徴がある。本論では、パラメトリックスピーカーを使用したわくわく感を誘発する暖簾型装置を制作し、めくる動作から情動を誘発する表現創出のための手法を提案する。

我々は視覚、聴覚、触覚を提示することにより、誰もが楽しみながら餅つきを体験できる餅つき体験システムを構築した。本システムでは餅をつく際の重要な三つの要素（餅をついた際の杵の沈み、餅のくっつき、杵を引き上げる際の餅の伸び）に焦点を当て、餅をつく際の特異的な感触や、餅をつくにつれて変化する感触を再現する。本稿では本システムならではの餅つきの再現法を述べ、実際の餅との物理的性質の比較を行う。

衣服と電子技術が融合し、表現やデザインの拡張を目的としてアクチュエータを用いた動く衣服が生み出されている。しかしながら、音や機構がむき出しになる外部機構に頼ったアクチュエータは衣服との親和性が低く、電源や配線、制御の複雑さによる美的表現を損なうという課題がある。本研究では、形状が屈曲するSmartHairをスマートテキスタイル上で用いることで、これらの課題の解決を図るとともに製作したプロトタイプを通じて提案の妥当性を示す。

近年東京オリンピックに向けてスポーツへの関心が高まっており、スポーツを盛り上げる新たな演出方法が潜在的に期待されている。本発表では、ラリー中の卓球を追従しながら光線を球に投影し、その光強度をプレー状況に合わせて変化させる新たなスポーツ演出方法について検討した結果を報告する。

遠隔地にいながらバスケットボールの試合を観戦することができるようにするため、試合会場の床面の触感情報を遠隔地に伝送及び再生するシステムを構築し、プロスポーツリーグが主催する試合で技術検証を行った。試合会場の床下に設置された8個の触感センサで床面の音をセンシングし、遠隔地の会場に設置された2つのステージから出力することで、まるで自分がコートの中にいるかのような臨場感を体験することができる。今後需要が増えることが予想されるプロスポーツのパブリックエクスペリエンスにおける実運用を目指し、その準備段階として本研究を行った。

現在のドローンレースでは、観客がレースの状況を把握し楽しむための配信技術が整っていない。例えばドローン自体が小型なため、広いレース会場の中でドローンからの映像と対応する実機の姿とを関連付けて認識・俯瞰しながら鑑賞することが難しい。そのため、観客自身がレースの迫力や臨場感を享受できていない。この課題解決のため、ドローンをディスプレイ化するとで、観客がレースの状況を円滑に把握可能にするアプリケーションを開発する。