Gr.3
次世代ヒューマンインタフェース
ExtickTouchの設計と開発
VR の分野では仮想物体に触れた手応えや材質, 硬さといった触覚情報の提示が課題となっ ています. 道具班では, 仮想物体の形状に合わせて先端を前後に稼働させることで接触感の 提示を行う新手法を提案し, その手法を実現するデバイス ExtickTouch を開発しました. ExtickTouchの特徴から力覚提示がスケッチング時のユーザ体験に影響を与えるのではないかと考え, スケッチングタスクを行う実験やExtickTouch本体の改修，システムの変更などを行っています. またデバイスの課題として, デバイスには伸縮可能距離があり, 仮想物体の位置によっては触感を提示することができない. そこで現在は, リダイレクションに着目している. リダイレクションとは, 意図的にVR空間と現実の運動の動きをずらすことで人間の作業空間を広げる錯覚である. このデバイスと組み合わせることでデバイスの物理的な制限を解決できないか検討を行っている.
ジェスチャを入力とするロコモーション手法
VRロコモーションとは，VR空間を移動するための技術です．VRアプリケーションでは広大な空間が表現されていることが多く, それらは現実の空間よりも広大で技術なしで歩き回ることは不可能です. そこでその場で行うジェスチャを入力として移動するロコモーション手法の開発や提案が行われています．ジェスチャを入力に用いることで，VR空間内にいるように感じる臨場感や歩行感覚，VR酔いに良い影響を与えることがわかっています．本研究では，特にジェスチャの中で身体部位ごとの特性を明らかにし，VR空間での移動をよりユーザの感覚にフィットすることを目的として研究を行っています．
融合身体
融合身体とは，VR空間で複数人が1つのアバタ（仮想身体）を操作することを指します．実世界での制約に縛られることなく，他人と協調して1つの身体を操作することで，無意識的な行為の意図伝達と動作同期が起こると考えられ，融合身体により，従来よりも高い効率での身体技能学習が可能になると予想されます．私たちは，特に融合身体における運動意図伝達と身体図式変容が起こる条件とメカニズムについて研究を行っており，相互作用のリアルタイム性が持つ影響や，身体共有，動作共有が持つ影響について調べてきました．今後も，他者理解および他者との関わりにおける身体の役割を明らかにするため，研究を続けます．
AREDs (Augmented Reality Extended Displays)
近い将来，AR技術が日常的に活用される社会では，ARの拡張領域を身体やデバイスに追従させて自由に配置できるようになります．この拡張領域は物理的な質量を持ちませんが，条件によっては「重さ」を感じることがあります．私たちはこの重さの知覚が，領域の配置や追従時の遅延といったパラメータによってどのように変化するかを体系的に評価しています．最終的には，重さの知覚をコントロールすることで，ユーザの体験や用途に応じたAR空間の設計が可能になることを目指しています．
アイジェスチャ入力
VR空間操作としてのアイジェスチャ（EG：瞼や視線の動き）に関する研究を行っています. 既存研究ではどのEGがどの操作に適当であるか検討されていなかったため, EGの体系化を目指すことにしました. まず「瞬き」「ウインク」「見開く」等のEGの列挙を行い, それらを認識可能な環境を構築しました. そして, VR空間入力に用いる基本的な操作（選択, 拡大, 縮小等）をEGで行う実験結果から特性の分析・整理を行いました. 現在は, 複数のEGの組合せの検討を行い, その組合せたEGも加えた, より広範なEGのUI特性を明らかにする研究を行っています. また, ユーザーの視点から, 実際に使いたいと思うEGが各操作に適しているのかについても研究を行っています．
フットジェスチャ入力
VR空間操作として，足の動作を用いて入力するフットジェスチャに関する研究を行っています．既存研究では，様々なフットジェスチャがある中，各々がどのような操作に適しているのか議論されていませんでした．そこで，本研究では各フットジェスチャの適した操作方法を分析しました．まず，既存研究から「つま先・かかと上昇」や「つま先・かかと回転」「足のスライド」など，複数のフットジェスチャを抽出しました．そしてフットジェスチャの操作には「単発的な入力」や「継続的な入力」，「変化量を用いた入力」があると考え，実験タスクを設計し，主観評価によって各操作に適するフットジェスチャを明らかにしました．
階段昇降感
ユーザインタフェースの研究において, 生体信号の活用は重要なテーマです. 当班では特に, 筋肉が収縮活動をする際に発生する電気信号である表面筋電位 (EMG) に着目しています. EMGは筋肉の活動開始や発揮された力の強さをリアルタイムに反映するため, 直感的な入力操作への利用が提案されています. 当班ではこの特性を活かし, VR空間での階段移動への応用に取り組んでいます. 足を踏み込む際の筋収縮の強さを入力として利用することで, 物理的な移動範囲が制限される環境でも, 身体の力加減をコントロールすることで, 意図通りに階段を上り下りできるシステムの実現を目指して研究を進めています.
牽引力錯覚
牽引力錯覚とは, 皮膚に非対称な変位が加わった際に, 実際には力が存在しないにもかかわらず, 特定方向へ引っ張られているように感じる錯覚です. デバイスを接地していない状態で力を提示できるため, 誘導や触覚提示に関する研究が行われています. 本研究では非対称振動を用いることで牽引力錯覚を引き起こし, VR における触覚提示への応用を検討しています. 複数の VR コンテンツを試作し, 単一の非対称振動と組み合わせたデモを作成したところ, 同一の振動提示にも関わらず異なる振動であると知覚されるというフィードバックが得られました. そこで, 提示条件や文脈により錯覚の知覚がどのように変化するのか, その要因の解明に取り組んでいます.
仮想空間の視覚刺激と実空間の床面傾斜刺激を統合した傾斜提示手法
VRのユーザインタフェースにおいて, 視覚以外の感覚を組み合わせることは没入感の向上に重要です. 当班では特に, 移動や空間認識において不可欠な要素である「傾斜感覚」に着目しています. 従来の多くの研究は傾斜が一定の環境を扱ってきましたが, 実世界の地形は常に一定ではなく, 滑らかに変化します. 当班では, 仮想空間の映像に合わせて実空間の足元を物理的に傾けることで, この課題に取り組んでいます. 傾斜が動的に変化する状況において, 視覚情報と足元の物理的な傾斜刺激を組み合わせることで, どのような知覚効果が得られるのかを明らかにするシステムの開発と研究を進めています.
聴覚刺激による自己身体スケールの拡張
VR空間でアバタを巨大化させても，視覚情報だけでは「自分が大きい」ではなく「世界がミニチュアである」と錯覚してしまう知覚の限界（ミニチュア効果）が存在します. 私たちは，この視覚的な限界を突破し，真の身体拡張感覚を得るための「新規パラメータ」の探索を行っています. 具体的には，視覚情報に加え，物体落下の衝撃音などの「聴覚刺激」をクロスモーダルに提示する手法を提案しています. 聴覚が身体スケールの認識に与える影響を実験により明らかにし，視覚だけでは到達できない，拡張された自己身体感覚を形成する条件とメカニズムの解明に取り組んでいます.
振動刺激を用いた誘導手法
振動刺激を用いて，VR体験中のユーザの注意誘導を行う研究を行っています．身体の様々な部位に振動モータを装着し，シチュエーションに合わせて適切なタイミングと組み合わせで複数の特異な振動を提示することで，ユーザにより正確で理解が容易な形で情報を提示することを目指しています．具体的なシチュエーションとしては，複数ある候補オブジェクトの中から目的のオブジェクトがどれかを示す，目標地点までの方向・道のりを示すなどを想定しています．
表面筋電位を用いたハンドジェスチャ入力
ユーザインタフェースの研究において，身体部位を入力として利用する方法が広く普及しています．特に，表面筋電位 (EMG; Electromyography) を利用する入力方法は期待されています．EMGは，筋肉が動く際に生じる筋繊維の活動電位を合計したもので，筋肉の動きをリアルタイムに推定することが可能です．さらに，筋肉が存在する部位はEMGが取得可能であるため，全身の筋肉を入力に利用することができます．このような特性から，EMG信号を利用して力の強さを認識し，入力操作に利用することが提案されています．筋電位を用いて力の大きさを入力する際の制御精度と主観的作業負荷を確認するための研究も進められています．
手のひら前や前腕を利用した電子メニュー提示
MR空間において，手のひら前や前腕などの身体部位を表示領域・操作領域として活用する電子メニューの開発を行っています．具体的には，手を開くと手のひらの前にメニューを表示する手法や，前腕に沿ってその上にメニューを表示する手法の設計とその提案を行っています．この手法によって実物体を導入せずに，メニューの位置の容易な制御や，運動感覚を用いた容易な操作などが可能になると考えられます．
大腿を利用した電子メニュー提示
大腿（太もも）を利用した電子メニュー提示に関する研究を行っています．これまでの研究は，メニューの表示・操作領域として，手のひらや前腕などを利用していましたが，私達のグループは他の身体部位も利用できるのではないかと考え，大腿に着目しました．そして大腿をメニューの表示・操作領域として利用した3DUIを設計・実装し，人間工学的な観点から評価・改良しています．現在は，「タッチ」「スクロール」「スワイプ」などの操作方法で操作するメニューウィジェットの実装に取り組んでいます．
視覚刺激を利用した椅子の触感変化提示
VR空間で視覚刺激を提示し，体験者の体性感覚情報を誤認させることで，椅子の着座感覚を操作する手法についての研究を行っています．具体的には，椅子に着座する際に視点が徐々に下がる映像を提示することで，あたかも自分が沈み込みの深い椅子に座ったように錯覚させる手法を用いています．現在は違和感を低減しつつ，より椅子を柔らかく知覚させることが可能な提示手法についての検討を行っています．
重さ錯覚現象を利用したVR空間でのインタラクション
VR空間において，視覚情報に比べ触覚情報の提示は未だ発展途上です．そこで視覚刺激で提示できる疑似触覚（重さ錯覚現象）に着目し，仮想物体が有する各要因が重さ知覚にどのように影響を及ぼすかの調査を行いました．具体的には，単一要因ごとの条件を変えた仮想物体を持ち上げた際に知覚する重さの差異を分析しました．今後は，分析結果から効果的だと判明した要因を複数組み合わせた条件下で，重さ知覚への影響を分析・検討をし，これからのVR空間における表現力の向上に寄与することを目指します．