VR(仮想現実)なのに触った感覚が得られる!伸縮性のあるセンサーで手の繊細な動きを再現できるグローブ

VR(仮想現実)なのに触った感覚が得られる!伸縮性のあるセンサーで手の繊細な動きを再現できるグローブ

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  • 更新日:2020/11/22
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VRでも触れた感覚を得られるグローブが開発される image by:Cornell University.

まだまだ発展途上にあるとはいえ、仮想現実(VR)と拡張現実(AR)によって味わうことができる没入感は、これまでにはなかった印象的な体験だ。

だが仮想現実空間の体験がリアルなものになればなるほど、きっともどかしい思いをするに違いない。あなたにできるのはボタン操作だけなのだ。

もっと色々触ったり、いじったりしてみたい! そんなこれまで満たされることのなかった思いは、このグローブが解消してくれるかもしれない。

米コーネル大学で開発されたグローブは、手首から指先にかけて伸縮性のある光ファイバーセンサーが取り付けられており、VRの世界で繊細な手の動きを再現、まるで実際に触っているかのような感覚が得られるという。

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柔軟な光導波路を使ったデュアルコア構造のグローブ

このグローブはロバート・シェファード氏らの研究グループが『Science』(11月13日付)で発表した、伸縮自在な光ファイバーセンサーによって実現されたものだ。

これまでも、硬い構造物の変形や圧力といったものならば、「分散型光ファイバーセンサー(DFOS)」を用いれば検出することができた。

DFOSは「光導波路」を通過する光の強さの変化を検出することができ、これによってセンサーがどのくらい変形しているのか把握することができる。

しかし従来のものは橋・道路・建物といった硬い構造物の変化を測定するには優れているものの、たとえばソフトロボットや伸縮性のある電子機器のように大きく曲がる構造の測定には不向きだった。

そこで考案されたのが、チューブに1対の弾性ポリウレタンコアが組み込まれたデュアルコア構造だ。

コアの片方は透明、もう片方には赤青緑の3色の光吸収色素が充填されている。ここを通過する光の経路に変化があると、それが検出されてカラースペースにマッピングされる。

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これによって光の強度と色の変化を検出し、光ファイバーの曲げ・伸縮・圧力を1センチ以下の解像度で測定する。

Stretchable sensor gives robots and VR a human touch

皮膚のように手の動きを検出し、触れた感覚が得られるグローブ

あとは3Dプリンターでグローブを製作し、指や手の甲に沿うようにデュアルコア構造DFOSを取り付けるだけだ。

センサーが検出したデータはBluetoothで外部のコンピューターに送信され、ここでグローブの動きや曲がり具合がリアルタイムで算出される。また電力は普通のリチウムイオン電池で供給する。

シェファード氏によれば、このグローブを利用して、たとえばVRやARで車の修理やタイヤ交換の練習を行うことができるという。手の動きや圧力を検出できるので、ナットを締め過ぎれば「締めすぎです!」といった警告が出され、練習者は自分のミスを知ることができる。

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研究グループは現在、新型センサーを理学療法やスポーツ医学に応用するために、特許出願へ向けて準備を進めているところであるとのこと。

どちらもモーショントラッキング技術が活躍している分野だが、これを繊細な手の動きにも応用できるようになれば、これまでは難しかった治療が可能になる。

References:These stretchable gloves could let you touch stuff in VR/ written by hiroching / edited by parumo

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