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工学

2024.08.22

メタバース空間で"触感"を得られる次世代デバイス! 小型・高出力な力触覚提示用3次元振動モータを開発

名古屋大学大学院工学研究科の部矢 明 准教授(研究代表者)、内藤 出 博士前期課程学生、井上 剛志 教授の研究グループは、次世代の力触覚インタフェースとしての活用に向け、3つのコイルだけで3次元上のあらゆる方向へ振動する高出力・コンパクトな「3次元振動モータ(XReactor:クロスリアクタ)」を提案しました。
近年、メタバースやVR・AR・MRコンテンツでの手触り・反力感などの力触覚体験を実現するため、振動デバイスが注目されています。実世界において、人は指先で3次元の複雑な力触覚を感じているため、仮想空間においても3次元の力触覚提示が理想となります。しかし、一般に振動デバイスは1軸振動しかできず、3次元振動は困難です。その理由は、3次元振動を実現するためには少なくとも3つ以上の振動モータを組み合わせる必要があり、振動中心のずれや、大型化、重量増加が課題となるためです。
そこで部矢准教授らは、1台で3次元振動を実現する「3次元振動モータ」を提案しました。提案モータでは、振動子に対して3コイルが内から外へ重ねて巻かれており、各コイル通電時に生まれる永久磁石との磁気吸引・反発力によって、あらゆる方向へ振動します。振動子は1つのみであり、ばねで支持することで、3次元動作を実現しています。少数部品で構成可能なため、小型・軽量化に有利です。また、永久磁石・コイル体積を大きくとれる構造のため、高出力が達成されています。新開発の3次元振動モータは、全ての振動利用機器の高度化が可能であり、今後さらなる応用が期待できます。
本研究はNEDO NEP開拓コースに2024年4月から採択されており、3次元振動モータの事業化を目指して、デバイス開発と力触覚提示システムの構築を行っています。本研究はその成果であり、2024年8月22日・23日に東京ビッグサイトで開催される「大学見本市~イノベーションジャパン」で展示されます。

                  
【ポイント】

3コイルで3次元振動:3つのコイルだけで3次元上のあらゆる方向へ振動が可能な「3次元振動モータ」注1)を開発。
小型・軽量:少数部品で構成可能であり、小型かつ軽量で携帯性に優れる。
高出力密度:永久磁石・コイル体積を大きくとれる構造のため高出力。
力触覚提示の高度化:振動を利用した力触覚(りきしょっかく)注2)提示技術を応用し、メタバース注3)やVR・AR・MRの新たな3次元力触覚インタフェース注4)として活用可能。

動画による研究紹介

 

◆詳細(プレスリリース本文)はこちら

 

【用語説明】

注1)3次元振動モータ:
1台で空間上のあらゆる方向へ振動可能なモータ。
注2)力触覚:
物に触れたときの力や圧力を感じる感覚。
注3)メタバース:
インターネット上に構築された仮想空間および仮想世界。
注4)3次元力触覚インタフェース:
ユーザに対して、3次元的な力覚・触覚を提供するデバイス。

 

【展示会情報】

展示会名:大学見本市2024~イノベーション・ジャパン
主催:国立研究開発法人 科学技術振興機構
共済:文部科学省
日時:2024年8月22日~23日
会場:東京ビッグサイト 南展示棟 南1ホール(東京都江東区有明3-11-1)
出展課題名:ハプティクスのための3次元振動モータ(小間番号:I-025)

 

【研究代表者】

大学院工学研究科 部矢 明 准教授
https://www.akira-heya.net/

 

【関連情報】

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