スタンフォード大学の非接触型デバイスは、アクチュエータをスリーブに「縫い付ける」ことで、タッチ情報を遠隔で送信できる。

世界的なパンデミックは2年近く続いており、リモートワークで何日も過ごし、他の人との物理的な接触を切望している人もいます。これはまったく普通の考えです。触覚は私たち人間が持つ最も重要な社会的、感情的な手段の 1 つです。安心させるために背中を軽く叩いたり、警告するために強く突っついたりと、さまざまな行動がさまざまな感情を伝えます...

しかし、社会的距離が広がる時代に、こうした繊細な感情的なつながりをどうやって維持すればよいのでしょうか?触覚デバイスは良い選択肢かもしれません。

スタンフォード大学の機械工学およびコンピュータサイエンスの教授であるアリソン・オカムラ氏は、人間と機械の間の触覚フィードバックを生み出す分野である触覚学を研究しています。彼女の意見では、今では多くのデバイスが、電波やインターネットを通じて非常に基本的な「触覚」を送信できるようになっている。たとえば、スマートフォンはさまざまな振動パターンと強度でブザー音を発することができ、それぞれが異なる意味を伝えている。しかし、そのようなデバイスでは感情を伝えることはできません。

アリソン・オカムラはスタンフォード大学の機械工学およびコンピューターサイエンスの教授です。さらに、彼女は電気電子技術者協会のフェローであり、数多くの研究賞や教育賞を受賞しています。彼女の学術的関心分野には、触覚学、遠隔操作、仮想環境とシミュレーター、医療ロボット工学、神経力学とリハビリテーション、義肢、教育などがあります。彼は現在、医療研究のための触覚およびロボティクス (CHARM) 研究所の所長を務めています。

社会的接触のあらゆるニュアンスを遠隔で伝達することが最終的に可能になるかもしれないが、その過程では特有の課題がいくつかある。まず、社会的接触が実際に何を意味するのかを理解し、幸福、恐怖、優しさなどを伝えるために人がパートナーと物理的にどのように触れ合うかを解読する必要があります。そこで研究者たちは、それらの感覚に近いものを提供できる小型のウェアラブルデバイスを構築する必要がありました。最後に、タッチ ジェスチャに関する多くの情報 (正確な圧力、動き、変動) を、デバイス内のいくつかのアクチュエータを動かす信号に変換する必要があります。このプロセスを達成するのは簡単ではありません。

学術誌「IEEE Transactions on Haptics」に最近発表された論文「データ駆動型のスパース皮膚刺激は人間に社会的触覚情報を伝達できる」の中で、岡村氏のチームはこの目標に向けて新たな一歩を踏み出した。数十人のボランティアを対象にテストした後、研究者らは「ソーシャルハプティクス」デバイスの基本的な概念実証を開発した。これは、内部に8つの小さなアクチュエータを縫い付けた自家製スリーブである。これらのアクチュエータをさまざまなパターンで操作することで、研究チームはスリーブの着用者に、一般的に特定の感情的内容があると識別できる感覚を提供することができました。

論文アドレス: https://ieeexplore.ieee.org/document/9619941

しかし、岡村氏は、このデバイスが社会的接触を正確に模倣するわけではないとすぐに指摘した。しかし、いずれにしても、受信側の人がデバイスによって提供されるタッチの意図を理解できる限り、それで十分です。

「触覚絵文字」のご紹介

研究の一環として、岡村氏のチームは、恋人同士か親しい友人で、パートナーに触れられることに抵抗がなく慣れているボランティア被験者のペアを募集した。彼らは二人ずつ、くつろげるコーヒーショップのように飾られた小さな会議室に案内された。鉢植えの木々の間に、毛足の長いラグの上に丸い木製のベンチが置かれ、柔らかなムード照明に照らされ、折り畳み式の木製の衝立が居心地の良い背景を形作っていた。研究チームは、各ペアの1人に特殊な圧力センサースリーブを装着し、パートナーに数十種類の社会的タッチジェスチャーを行わせた。

論文の筆頭著者であるマイク・サルバト氏は、被験者がセンサーに触れた場所を追跡するために複雑なアルゴリズムを何度も繰り返し使用した。次に、アルゴリズムはデータを使用して各ジェスチャ データを圧縮し、カスタム アクチュエータ スリーブを介して送信できる信号に分解します。この装置には、装着者の腕の両側に取り付けられ、握ったり、振ったり、叩いたりできる 8 つのボイスコイル (電気信号に反応して動く電磁スピーカーの磁気部分) が含まれています。サルバト氏のチームはこの装置を使って触覚情報を抽出し、センサー付きの袖を着けた人がその感情的な意図を認識できるかどうかを確かめた。 「実際は思っていたよりもずっとよかった」とサルバト氏は語った。

サルバト氏はこのタッチ技術を「触覚絵文字」と呼んでいます。これは絵文字とも考えられます。完全なメッセージを伝えることはできませんが、他の人の意図を理解するのに十分な情報を提供します。

現在、この作業はまだ初期段階にあります。現実世界のタッチと、それを簡素化したロボットのタッチとの間の変換はリアルタイムで行われるわけではなく、事前に記録された「触覚絵文字」のみが、触覚スリーブを装着した受信者に送信できる。

これは絵文字というよりもダイレクトメッセージに似ており、ユーザーがセンサーでデバイスに触れると、その情報が反対側のデバイスにリアルタイムで送信され、人々の間のやり取りが強化されます。将来的には老人ホームの高齢者に広く利用されるようになるかもしれません。高齢者の心身の健康にとって触れ合いが非常に重要であることを示す研究が数多くあります。

この研究は、現実世界での遠隔タッチを可能にすることに焦点を当てていますが、実際に行われるタッチを置き換えるのではなく、むしろ強化します。人々のコミュニケーションを助け、人々の絆を深めるデバイスを開発することが期待されています。この研究は、人々のコミュニケーションを助け、人々の絆を深めるデバイスの開発を目指しています。