VR AR 書籍
 
No.2111
 
 

◎5G時代の到来で市場拡大 医療や教育、スポーツ、モノづくり現場まで様々な分野で導入が実現!
◎「非対面・非接触」「リモート」「遠隔操作」コロナ禍で生まれた新たなニーズに応えるVR,AR技術

VRAR技術における
感覚の提示、拡張技術と最新応用事例

発 刊 : 2021年6月30日  体 裁 : A4判 576頁   定 価:88,000円(税込)  ISBN:978-4-86104-850-0


 
■試読を希望される場合は下記からお申し込みください

■ 執筆者(敬称略) 

高知工科大学 繁桝 博昭 平由商店研究部 久米 祐一郎
北里大学 半田 知也 東京大学 鳴海 拓志
刈谷豊田総合病院 伊藤 博隆 東京工業大学 赤羽 克仁
(国研)産業技術総合研究所 氏家 弘裕 凸版印刷(株) 高橋 実里
北海道大学 坂本 雄児 東京都立大学 佐藤 誠
東海大学 柴田 隆史 東京工業大学 中本 高道
山本光学(株) 石場 義久 横浜国立大学 岡嶋 克典
群馬大学 奥 寛雅 東京大学 青山 一真
(国研)海洋研究開発機構 川原 慎太郎 名城大学 柳田 康幸
三菱電機(株) 菊田 勇人 東京大学 小川 剛史
電気通信大学 橋本 直己 日本電気(株) 則枝 真
(株)ニコン 岩根 透 埼玉大学 綿貫 啓一
日本電信電話(株) 伊達 宗和 広島市立大学 脇田 航
東京理科大学 山本 洋太 三菱電機(株) 春名 正樹
千葉大学 下馬場 朋禄 東京大学 小山 博史
千葉大学 伊藤 智義 愛知工科大学 田川 和義
近畿大学 池田 篤俊 立命館大学 田中 弘美
兵庫県立大学 神田 健介 東京大学 川嶋 健嗣
立命館大学 野間 春生 神奈川歯科大学 板宮 朋基
新潟大学 寒川 雅之 関西医科大学 田口 周
早稲田大学 澤田 秀之 奈良学園大学 辻下 守弘
東京大学 吉元 俊輔 大阪工業大学 佐野 睦夫
筑波大学 橋本 悠希 大阪工業大学 大井 翔
東京大学 雨宮 智浩 (株)システナ 辻村 拓実
モーションリブ(株) 溝口 貴弘 (国研)情報通信研究機構 今井 弘二
山形大学 峯田 貴 東京理科大学 赤倉 貴子
神戸大学 永野 光 日本電信電話(株) 三上 弾
東京理科大学 朝倉 巧 (株)理経 石川 大樹
立命館大学 西浦 敬信 日本工営(株) 後藤 裕子
同志社大学 土屋 隆生 日本工営(株) 野島 和也
富山県立大学 平原 達也 日本工営(株) 太田 敬一
富山県立大学 森川 大輔 関西大学 林 武文
奈良女子大学 佐藤 克成 愛知工業大学 水野 慎士
龍谷大学 橋口 哲志    

■ 本書のポイント 

【視覚】
 ・“使いやすさ”“快適性”を考えたヘッドマウントディスプレイの設計
 ・ホログラフィの計算速度向上と3D映像、ヘッドマウントディスプレイへの応用
 ・サイネージや操作パネルへの応用を目指した空中ディスプレイ技術
 ・映像酔い、VR酔いの発生原因と生体への影響

【触覚・力覚】
 ・ヒトの触覚再現を目指した各種触覚センサの開発事例
 ・力触覚の伝達、遠隔操作、再現を可能にするリアルハプティクス技術

【聴覚】
 ・高臨場な音空間の構築、音響再生デバイスの開発事例
 ・バーチャルな音空間を実現する音空間レンダリング技術

【温冷覚】
 ・解明が進む温冷感覚の知覚特性と他感覚、感情との相互作用
 ・温度錯覚のメカニズムに関する研究動向とVRへの応用可能性

【味覚・嗅覚】
 ・感覚間相互作用を活用した嗅覚、味覚の拡張
 ・提示の難しい嗅覚や味覚を変調、操作する新しい研究事例

【応用事例】
・現場作業
・遠隔操作ロボット
・技能伝承
・手術訓練
・手術支援ロボット
・リハビリテーション
・スポーツトレーニング
・防災訓練
・バーチャル体験学習
・観光、イベント
など、エンタメ分野以外の最新事例を多数掲載

■ 目  次

第1章 VR、立体映像における視覚特性と映像酔い

第2章 VR/AR向けヘッドマウントディスプレイの開発動向

第3章 空中、3D映像表示技術の開発動向

第4章 触覚・力覚の提示技術と応用事例

第5章 聴覚の知覚特性と音響再現技術、応用システムの開発事例

第6章 温冷感覚の知覚特性と提示技術

第7章 味覚・嗅覚の提示、拡張技術と応用事例

第8章 ものづくり、作業支援への活用事例

第9章 医療分野への活用事例

第10章 学習、トレーニング、観光分野への活用事例


◇第1章 VR、立体映像における視覚特性と映像酔い◇

第1節 VR/AR/MRにおける3次元知覚特性とメカニズム
1.奥行き、3次元知覚の手がかりの分類
2.網膜外手がかりによる奥行き、3次元知覚
 2.1 輻輳角
 2.2 調節
 2.3 輻輳と調節の連動
3.両眼視差による奥行き、3次元知覚
 3.1 水平方向の両眼視差
 3.2 垂直方向の両眼視差
 3.3 両眼立体視の生理メカニズム
 3.4 両眼立体視による奥行きのスケーリング
 3.5 ステレオアノマリー
4.運動情報による奥行き、3次元知覚
5.絵画的手がかりによる奥行き、3次元知覚
 5.1 シェーディング(陰影)、キャストシャドー(投射影)
 5.2 テクスチャ勾配
 5.3 重なり、遮蔽
 5.4 大きさ
 5.5 線遠近法的手がかり
 5.7 ぼけ
 5.8 視野上の高さ
6.奥行き手がかりの統合
7.視覚以外の感覚モダリティや身体運動による手がかり

第2節 快適な立体映像に必要な両眼視機能
1.正常な両眼視機能の必要条件
 1.1 左右差のない良好な視力
 1.2 不等像視がないこと
 1.3 良好な融像幅を持つこと
2.両眼視機能評価(立体視検査)
 2.1 偏光方式
 2.2 赤緑眼鏡方式
 2.3 実立体方式
4.立体映像を用いた視能訓練効果

第3節 映像酔い、VR酔いの発生メカニズムと生体影響評価
1.映像酔い及びVR酔い
2.映像酔い及びVR酔いの原因仮説
3.感覚不一致説による映像酔い及びVR酔いの説明
4.映像酔い及びVR酔いの生体影響計測
5.映像酔い及びVR酔いの生体影響要因
6.映像酔い及びVR酔いへの対策

 

◇第2章 VR/AR向けヘッドマウントディスプレイの開発動向◇

第1節 電子ホログラフィによる3D表示ヘッドマウントディスプレイの開発と光学系の小型化
1.現在のHMDは何が問題なのか?
2.ホロHMDには何ができるか?
3.電子ホログラフィと計算機合成ホログラグラムとは?
 3.1 ホログラフィとは
 2.2 電子ホログラフィ
 3.3 計算機合成ホログラム
4.ホロHMD
 4.1 なぜホロHMDなのか?
 4.1 光学系
 4.2 単眼用ホロHMD
 4.3 両眼用ホロHMD
5.実用化には何が必要か?
6.将来性

第2節 人間工学からみた光学シースルー型ヘッドマウントディスプレイの課題
1.教育分野でも期待される光学シースルー型HMD
2.快適な映像体験のための人間工学的側面
3.光学シースルー型HMDの利用場面と人間工学的課題
4.光学シースルー型HMD使用時の立体視の快適性
5.教育分野での利用と見やすさの向上に関する可能性

第3節 人間工学に基づいたスマートグラスの開発とその応用展開
1.使用が進むと予測される有望な分野
2.スマートグラス「Versatile」製品開発の経緯
 2.1 開発のモチベーション
 2.2 問題解決を意図した開発設計
3.製品特徴
 3.1 軽量・超装着性
 3.2 ワンタッチ デタッチャブル式光学ユニット「VT-001」
 3.3 光学部分の構成と画面の見え方
 3.4 ユーザビリティ設計
 3.5 消費電力及び外部給電
 3.6 Android OS用のSDKを提供
4.製品の使用想定から活用実証
 4.1 情報端末としての使用の可能性
 4.2 実証及び活用事例
5.人間拡張を実現する
 5.1 今後の応用展開
 5.2 イノベーションインパクトを得るために(今後の課題)

第4節 高速ヘッドマウントディスプレイのための1000volume/s高速体積型ディスプレイの開発
1.1000 volume/s高速体積型ディスプレイ原理
2.Tunable Acoustic Gradient index (TAG)レンズ
3.高速体積型ディスプレイ原理
4.試作システムと評価実験
5.試作したシステム
6.評価実験
7.提示奥行位置測定実験
8.静的体積表示実験
9.1000volume/s高速体積情報更新実験
10.多階調・カラー化と奥行位置数

第5節 ヘッドマウントディスプレイを用いた対話的データ可視化
1.CAVE型バーチャルリアリティ装置
2.CAVEを用いた対話的データ可視化
3.CAVE用ソフトウェアをヘッドマウントディスプレイで動作させるためのライブラリの開発
4.CAVE用ソフトウェアのヘッドマウントディスプレイでの実行
 4.1 CAVELibプログラムの構成
 4.2 CAVE用プログラムとしてのコード変更
 4.3 CLCLで利用するためのコード変更
 4.4 ヘッドマウントディスプレイでの実行
5.ヘッドマウントディスプレイを用いた対話的データ可視化

 

◇第3章 空中、3D映像表示技術の開発動向◇

第1節 再帰性反射による大型空中ディスプレイの開発とその応用展開
1.空中映像を実現する光学技術
2.空中映像表示技術の製品応用における課題
 2.1 偽像を不可視化する構造検討
 2.2 空中表示画質の低下における改善検討
3.製品コンセプトを想定した原理試作開発
 3.1 ゲートシステム試作機
 3.2 遠隔コミュニケーション試作機
 3.3 通り抜けられるサイネージ試作機
 3.4 大型空中ディスプレイの適用可能性に関する考察

第2節 立体空中像の広視域角化とインタラクション特性
1.回転ミラーを用いた立体空中像の実現
 1.1 システム構成
 1.2 システム評価
  1.2.1 観察者が知覚する奥行き感の定性的評価
  1.2.2 観察者が知覚する奥行きの定量評価
2.対称ミラー構造による空中像の広視域化
 2.1 空中像の提示視域拡大への取り組み
 2.2 対称ミラー構造を用いた視域拡張
 2.3 対称ミラーの配置角度についての考察
3.対称ミラー構造を応用した立体空中像の広視域化
 3.1 半対称ミラーと複数の立体ディスプレイによる視域拡大
 3.2 システム構成

第3節 ライトフィールドディスプレイと空中立体像の合成
1.空間と光線
2.光線の表現
 2.1 ライトフィールドデータ
 2.2 切断の構造―画像と空間像の関係
3.ライトフィールドディスプレイ
 3.1 レンズアレイとライトフィールドディスプレイの表現範囲
4.ライトフィールドディスプレイを使用した空中立体表示装置
 4.1 遠近の反転
 4.2 実際の空中立体表装置

第4節 視覚的等価なライトフィールドによるテーブルトップ3D表示技術
1.視覚的に等価なライトフィールド
 1.1 リニアブレンディングによる画像の補間
 1.2 リニアブレンディングによる光線の補間
2.視覚的に等価なライトフィールドディスプレイ
 2.1 ディスプレイの構造
 2.2 ディスプレイの視域
3.テーブルトップ表示
 3.1 ディスプレイの構造
 3.2 実写コンテンツの作り方
 3.3 カメラの位置の変換
4.VELF3Dディスプレイと視覚
 4.1 視覚の解像度
 4.2 立体視

第5節 ホログラフィの超高速計算方法と3D映像の表示技術
1.電子ホログラフィ
2.さまざまな電子ホログラフィ高速計算手法
3.FPGAを用いた専用計算機開発手法
 3.1 FPGAの構造
 3.2 FPGAのプログラミング方法
4.FPGAを用いたCGH専用計算機
 4.1 電子ホログラフィ専用計算機向けアルゴリズム
 4.2 実装
 4.3 計算性能

 

◇第4章 触覚・力覚の提示技術と応用事例◇
第1節 指腹部変形計測デバイスと触覚の伝達関数モデル
1.指先変形の計測とモデル化
 1.1 指先変形計測デバイス
 1.2 伝達関数を用いたモデリング
2.提案手法の精度評価
 2.1 評価用装置
 2.2 推定精度評価の手順
 2.3 疑似指における指先力推定結果
 2.4 実験環境の安定性
3.ヒトの指による指先力推定
 3.1 ヒトの指での指先力推定実験
 3.2 疑似指の推定結果とヒトの指の推定結果の比較
4.状態空間モデルによる指先力の逐次推定
 4.1 状態空間モデルへの変換
 4.2 指先力リアルタイム推定の実装

第2節 圧電薄膜MEMS触覚デバイスの開発と応用に向けた研究動向
1.人体活動モニタリングシステムと触覚デバイス
2.圧電MEMS触覚デバイス
 2.1 圧電材料によるMEMS触覚デバイス
 2.2 共振型アクチュエータによる触覚刺激の等価回路モデル
 2.3 樹脂を基材とした圧電MEMS触覚デバイス
3.圧電MEMS触覚デバイスの高度化に向けた取り組み
 3.1 駆動電圧の低電圧化
 3.2 変位センサの集積化
 3.3 アレイ化

第3節 超小形MEMS触覚センサの原理、特性と応用展開
1.ヒトの触覚の仕組みとその再現
2.MEMS触覚センサ
 2.1 基本原理
 2.2 製造プロセス
3.MEMS触覚センサの機能
 3.1 触覚計測
 3.2 ヒトを越える光学近接計測機能
4.MEMS触覚センサによるヒトの触覚の再現
 4.1 ステージモデルによる物体識別の学習
 4.2 ステージモデルによる対象識別

第4節 微小振動する形状記憶合金ワイヤを用いた触感覚提示と触覚センシング技術
1.SMAワイヤの物理特性
2.触感覚提示と触覚センシングのためのSMAトランスデューサ
 2.1 パルス電流によるSMAワイヤの駆動と触覚刺激の生成
 2.2 微小振動の増幅構造
 2.3 触覚のセンシング
3.触覚の高次知覚と触覚感覚提示への利用
4.パルス発生の確率密度制御による触感覚の提示
 4.1 パルス発生確率密度関数の利用
 4.2 実素材との比較評価
 4.3 画像から触覚パラメータの自動生成
5.視覚と触覚の同時刺激によるテクスチャ提示
 5.1 マウス型触覚ディスプレイによる触覚提示システム
 5.2 様々な触覚デバイスの構築と触覚提示システム
6.VR空間の疑似触覚提示
 6.1 触覚グローブと疑似触覚提示システム
 6.2 触覚眼鏡と視覚障がい者のナビゲーションシステム

第5節 導電材料を用いた圧力分布を計測する触覚センサの開発と応用展開
1.導電性材料とトモグラフィを用いた圧力分布計測手法
 1.1 接触圧力の検出機構
 1.2 計測回路
 1.3 構成手法
 1.4 接触圧力推定
2.提案手法の実装例と性能
 2.1 実装例
 2.2 計測性能
 2.3 提案手法の特徴と今後の展望

第6節 間接的な足底触覚提示技術と提示面積の拡大
1.足爪上への振動刺激による足底触覚提示手法
 1.1 従来の足底触覚提示研究
 1.2 提案手法
2.提案手法による錯触覚生起条件
 2.1 錯触覚を生起する荷重条件
 2.2 錯触覚を生起する振動強度の検証
3.錯触覚提示面積の拡張
 3.1 有効部位の検証
 3.2 荷重条件の検証
 3.3 錯触覚が生起する荷重範囲と足底の触覚感度の関係
 3.4 歩行時における錯触覚提示範囲の拡張

第7節 足底への振動刺激による歩行感覚の生成技術と身体近傍空間の拡張
1.VR空間における擬似歩行感覚と移動感覚
 1.1 擬似歩行感覚の生成技術
 1.2 擬似移動感覚の生成技術
2.擬似歩行感覚による身体近傍空間の拡張
 2.1 身体近傍空間
 2.2 擬似歩行感覚と身体近傍空間の拡張

第8節 リアルハプティクス技術の開発動向と応用事例
1.触覚とは
2.リアルハプティクス
 2.1 近年の自動化技術と技術要求
 2.2 リアルハプティクスを用いた運動の表現と実現
 2.3 速度、力の関係
 2.4 位置・力制御の特性とリアルハプティクス
3.AbcCoreによるリアルハプティクスの実現方法
 3.1 力触覚コントローラ「AbcCore」
  3.1.1 力推定機能
  3.1.2 モーション制御機能による位置・速度・力制御
  3.1.3 位置・速度、力統合制御
 3.2 AbcCoreを用いたリアルハプティクス実装
  3.2.1 可視化分析
  3.2.2 遠隔操作
  3.2.3 自動化
  3.2.4 VR、AR、MR
4.リアルハプティクスの応用
 4.1 研究テーマによる分類
 4.2 研究内容による分類
 4.3 開発機能による分類

第9節 MEMS技術による形状記憶合金型触覚ディスプレイの開発と応用
1.形状記憶合金(SMA)型MEMS触覚ディスプレイの構造と原理
2.MEMS構造のSMA アクチュエータアレイ形成技術
3.刺激用マイクロピン・ばね等のMEMS構造化
4.SMA型MEMS触覚ディスプレイの開発例と実用化への課題

第10節 吸引圧力の時空間分布制御に基づく指先装着型触覚ディスプレイ
1.指先装着型触覚ディスプレイに対する要求仕様
 1.1 小型化・軽量化
 1.2 時間的・空間的解像度
2.指先装着型吸引触覚ディスプレイ
3.基礎特性:提示圧力の応答
4.指先装着型吸引触覚ディスプレイを用いた感覚提示
 4.1 硬軟感提示
 4.2 多自由度力覚の提示

 

◇第5章 聴覚の知覚特性と音響再現技術、応用システムの開発事例◇

第1節 VR空間内における音響再現技術と映像の有無による音の主観評価への影響
1.聴覚および視覚の相互作用に関する基礎研究事例
 1.1 視聴覚情報が音像に与える影響
 1.2 室内空間における音源との距離感に対して映像呈示が与える影響
 1.3 視聴覚刺激がVR空間における距離近知覚に与える影響
2.都市環境音の印象に対して環境映像の呈示が与える影響
 2.1 既往の研究事例
 2.2 検討事例の概要と結果
3.居室内へ透過する自動車走行音に対して居室内映像の呈示が与える影響
 3.1 既往の研究事例
 3.2 検討事例の概要と結果
4.自動車車室内の音環境に対して車室内映像の呈示が与える影響
 4.1 既往の研究事例
 4.2 検討事例の概要と結果

第2節 パラメトリックスピーカを用いたオーディオスポットの構築と応用
1.研究背景
2.パラメトリックスピーカ
 2.1 パラメトリックスピーカの原理
 2.2 キャリア波と側帯波の独立放射による極小領域オーディオスポット形成
 2.3 ビームステアリングを用いたキャリア波と側帯波の独立制御に基づく近距離音響再生
 2.4 フレキシブルパラメトリックスピーカ

第3節 音空間レンダリングとVRシステムへの実装方法
1.音空間レンダリングの数値手法
 1.1 音響FDTD 法
 1.2 レンダリング計算のための周辺技術
2.立体音響提示システム(音空間レンダラー)
 2.1 マルチチャンネルレンダリング
  2.1.1 マルチチャンネルレンダラー
  2.1.2 リアルタイムコンボリューションレンダラー
  2.1.3 MIMO 型レンダラー
 2.2 バイノーラルレンダリング
  2.2.1 バイノーラルレンダラー
  2.2.2 自由視聴点レンダラー

第4節 遠隔地の音を立体的に聴くことができるテレヘッド技術の開発
1.3自由度のテレヘッド
 2.1 機構部
 2.2 ダミーヘッド
 2.3 音響信号伝送再生部
 2.4 頭部運動追従性能と動作騒音レベル
 2.5 立体音の聴こえ
 2.5 超音波モータを用いた3自由度のテレヘッド
2.1自由度のテレヘッド
 3.1 機構部
 3.2 ダミーヘッド
 3.3 音響信号伝送再生部
 3.4 頭部運動追従性能と動作騒音レベル
 3.5 立体音の聴こえ
3.テレヘッド・オーバー・インターネット
 3.1 システム概要
 3.2 ネットワークの伝送遅延
4.移動型テレヘッド
 4.1 テレヘッド牽引方式
 4.2 ダミーヘッド搭載方式

 

◇第6章 温冷感覚の知覚特性と提示技術◇

第1節 温冷感覚の知覚特性と計測、提示技術
1.温冷感覚の知覚特性
 1.1 温冷感覚受容器
 1.2 基礎的な知覚特性
  1.2.1 知覚感度
  1.2.2 空間特性
  1.2.3 時間特性
 1.3 多感覚相互作用
  1.3.1 温冷感覚と触覚の相互作用
  1.3.2 温冷感覚と視覚の相互作用
  1.3.3 温冷感覚と感情の相互作用
 1.4 触感における温冷感覚
2.温冷感覚の計測技術
 2.1 温度計測手法
 2.2 温度変化の算出
3.温冷感覚の提示技術
 3.1 温冷感覚の提示技術
  3.1.1 接触式
  3.1.2 非接触式
  3.1.3 皮膚温度を変化させない手法
 3.2 知覚特性を利用した温冷感覚の提示手法
  3.2.1 時間応答性と装置の大きさの改善
  3.2.2 温冷の拡張提示

第2節 温冷覚刺激提示による錯覚現象とその応用
1.温度錯覚について
2.温度の知覚位置に関する錯覚
 2.1 温度感覚の仮現運動
 2.2 温度感覚のファントムセンセーション
3.温度の知覚強度に関する錯覚
 3.1 Thermal Referral
 3.2 Thermal Grill Illusion
 3.3 その他

第3節 非接触温度情報提示方法の検討
1.温度情報提示の要求仕様
 1.1 温度提示範囲
 1.2 時間特性
 1.3 刺激部位
2.空気流による温度情報提示
 2.1 温冷定常流の切り替え
 2.2 温度変化の時間特性
 2.3 温度変化の知覚時間特性
 2.4 考察
3.放射による温度情報提示
 3.1 基本原理
  3.1.1 プランク(Plank)の法則
  3.1.2 ステファン-ボルツマン(Stefan-Bolzmann)の法則
  3.1.3 光学系
 3.2 温覚刺激
  3.2.1 赤外線照明の利用
  3.2.2 シャッターの有効性
  3.2.3 温度変化の時間特性
 3.3 冷覚刺激
  3.3.1 低温熱源と光学系
  3.3.2 温度変化の時間特性
  3.3.3 考察

 

◇第7章 味覚・嗅覚の提示、拡張技術と応用事例◇

第1節 感覚間相互作用を活用した嗅覚・味覚の提示と拡張
1.感覚間一致を活用した嗅覚・味覚の提示と拡張
2.多感覚統合における最尤推定モデルを考慮した嗅覚・味覚の提示と拡張
3.情動転移による嗅覚・味覚の提示と拡張
4.コンテクストの影響を利用した嗅覚・味覚の提示と拡張

第2節 嗅覚及び力覚インタフェースを用いたマルチモーダルVR環境の開発
1.本研究で用いた嗅覚ディスプレイと力覚ディスプレイ
 1.1 高速開閉電磁弁方式の嗅覚ディスプレイ
 1.2 ワイヤ駆動型力覚ディスプレイ
 1.3 システム構成
2.嗅覚及び力覚ディスプレイを用いたコンテンツ制作
 2.1 カップケーキ作り
 2.2 パイナップルジュース
 2.3 すりおろしりんご
3.コンテンツの評価実験
 3.1 感覚提示がユーザに伝わっているかどうかを調べる実験
 3.2 マルチモーダルな感覚提示の有用性を調べる実験
4.コンテンツ評価実験結果及び考察
 4.1 カップケーキ作り
 4.2 パイナップルジュース
 4.3 すりおろしりんご
 4.4 全体の考察

第3節 AR技術とクロスモーダル効果を用いた味覚の変調と応用事例
1.視覚が聴覚や触覚に与えるクロスモーダル効果
2.視覚が味覚に与えるクロスモーダル効果
3.クロスモーダル効果を用いた減塩化
4.高次食品質感制御と光感受性網膜神経節細胞の影響

第4節 顎部電気刺激による味覚操作手法
1.味覚電気刺激
2.味覚電気刺激の応用
3.顎部電気刺激手法
4.連続矩形波刺激

第5節 サーマルグリル錯覚を用いた辛味提示手法
1.味覚
2.辛味の知覚
3.サーマルグリル錯覚
4.舌刺激装置
5.舌部におけるサーマルグリル錯覚
 5.1 サーマルグリル錯覚と味覚
 5.2 温冷刺激の温度条件と辛味知覚
6.議論
 6.1 舌の触れ方
 6.2 インタラクティブな味提示
 6.3 サーマルグリル錯覚の強度との関係

第6節 クラスタ型デジタル空気砲による時空間局所型香り提示
1.VR, ARおよびメディア鑑賞における嗅覚提示
2.香りプロジェクタとその課題
 2.1 香りプロジェクタ
 2.2 渦輪衝突による香り場生成
 2.3 従来型空気砲による渦輪制御の問題点
3.クラスタ型デジタル空気砲 (CDA)
 3.1 クラスタ型デジタル空気砲の原理
 3.2 渦輪生成の確認
 3.3 香りブレンダ
 3.4 流速分布検討と開口径制御
 3.5 空気砲外部での着香
 3.6 流路分岐と渦輪生成成功率との関係
 3.7 連射による渦輪の加速

 

◇第8章 ものづくり、作業支援への活用事例◇

第1節 現場作業の効率化、ミス防止のためのAR技術の活用事例
1.AR現場活用
 1.1 AR作業ガイド
 1.2 ARピッキング
  1.2.1 物品管理の業務フロー
  1.2.2 検証結果
  1.2.3 導入期待効果
2.ARシステム構成
 2.1 全体構成
 2.2 スマートグラスによるAR
  2.2.1 スマートグラスにおけるスマートウォッチを用いたユーザインタフェース
 2.3 プロジェクタによるAR

第2節 AI/IoT/VR/HMI技術を用いたものづくり技能伝承および人材育成
1.熟練技能伝承
2.人材育成
3.技能伝承手法の現状および問題点
4.AI/IoT/VR/HMI技術活用による技能伝承
5.技能伝承の脳科学的評価
6.VR-HMDを用いた切削加工技能学習支援システムによる人材育成

第3節 熟練者の身体知解析を用いた複合現実型技能伝承システムの開発
1.研究課題
2.全身動作をともなう没入型舞踊訓練システムの開発
 2.1 システムの構成例
3.研究課題における新たな問題
4.歩行感覚呈示装置及び呈示方法に関する研究開発
 4.1 提案する歩行感覚呈示装置及び方法
5.モーションベースに関する研究開発
 5.1 提案するモーションベース

第4節 視覚的力触覚技術を適用した遠隔操作システムの開発
1.力触覚伝達技術
 1.1 物理的な力触覚伝達技術
 1.2 視覚的な力触覚伝達技術
2.視覚的力触覚技術の提案と遠隔操作システムの試作
 2.1 接触点への映像提示を特徴とする視覚的力触覚伝達技術の提案
 2.2 遠隔操作システムの試作
3.脳波信号解析を利用した視覚的力触覚の有効性検証
 3.1 仮想空間での検証
 3.2 実空間でのマルチモーダルの比較検証
4.人型遠隔操作ロボット試作機での検証
 4.1 「F/Bなし」での操作
 4.2 視覚的力触覚での操作

 

◇第9章 医療分野への活用事例◇

第1節 医学・看護・介護教育へのVR/AR技術の応用とその課題
1.学習モデルからみたVR技術
2.脳科学からみたVR技術
3.VR技術による技能訓練
4.VR技術の類型と特徴
 4.1 Computer Graphics-VR技術
 4.2 Live Action-VR技術
 4.3 Social-VR技術
 4.4 Communication-VR技術
 4.5 Augmented Reality技術
5.医学・看護教育への応用
 5.1 医学生教育
 5.2 研修医教育
6.看護師教育
7.将来への展望

第2節 触覚VRを応用した手術訓練システムの開発動向
1.関連製品,研究
 1.1 現在実用化されている手術訓練システム
 1.2 研究開発段階の手術訓練システム
2.筆者らが開発中のVR手術訓練システムにおける触覚応用例
 2.1 遠隔触覚協働仮想環境
 2.2 一人称視点映像と誘導力提示による腹腔鏡下手術手技のVR 訓練システム
 2.3 力覚提示を伴う高品質な穿刺・剥離シミュレーションのためのマルチレート・オンラインリメッシュ法

第3節 低侵襲外科手術支援ロボットの開発動向と力触覚センシング技術
1.手術支援ロボットの開発動向
2.内視鏡操作支援ロボットシステム
3.力覚提示機能を有する低侵襲な外科手術支援ロボット
 3.1 手術支援ロボットにおける力覚センシング
 3.2 力覚提示機能を有する空気圧駆動の手術支援ロボット

第4節 VR/AR技術の顎顔面領域医療への応用
1.AR手術支援システム
 1.1 システムの概要
 1.2 ハードウェア
  1.2.1 スマートグラス
  1.2.2 マーカー
 1.3 AR手術支援アプリの概要
 1.4 システムの実用と評価
 1.5 システムの課題
2.空間再現ディスプレイの解剖学・歯科医学教育への応用
 2.1 システムの概要
 2.2 ハードウェア
  2.2.1 空間再現ディスプレイ
  2.2.2 PC
 2.3 頭頸部解剖学教育アプリ SR Anatomy
 2.4 頭頸部解剖学教育アプリの実用と評価
 2.5 DICOM画像自動立体表示ビューワーアプリ DSR View
 2.6 DICOM画像自動立体表示ビューワーアプリの評価
3.考察

第5節 MRを活用した認知機能改善リハビリテーション治療システムの開発
1.Mixed Reality(MR)とは
2.MRの医療分野への応用
3.当施設で共同開発中のMR認知課題
 3.1 数字抹消課題
 3.2 選択的抹消課題
 3.3 花道課題
 3.4 トレッドミル課題
 3.5 もの探し課題
4.MR認知課題に期待すること

第6節 バーチャル・リハビリテーションの最新動向とバイオフィードバック技術
1.バーチャル・リハビリテーションの最新動向
 1.1 バーチャル・リハビリテーションの利点
 1.2 バーチャル・リハビリテーションの課題
 1.3 バーチャル・リハビリテーションの紹介
2.バーチャル・リハビリテーションとバイオフィードバック技術の応用

第7節 生活行動VR空間による認知トレーニング支援システムの開発
1.関連研究
2.生活行動VR空間による認知トレーニング支援システム
 2.1 システム設計
 2.2 システムの内容
 2.3 再スケジューリング機能
 2.4 片付け行動の評価
 2.5 振り返り機能
3.実験
 3.1 認知機能評価について
 3.2 実験手順と期間
4.結果と考察

 

◇第10章 学習、トレーニング、観光分野への活用事例◇

第1節 教育におけるVR技術の実践と利便性の向上のための工夫
1.野外学習として日食を題材とした実践例
 1.1 異なる学習スタイルと調査方法
 1.2 異なる学習スタイルの結果
2.社会見学を題材とした例
 2.1 360度映像の制作
 2.2 児童の調査と結果
 2.3 教員の調査と結果
3.教育利用の展開に向けて
 3.1 360度映像の工夫
  3.1.1 映像の挿入
  3.1.2 東西南北の表示
 3.2 ウェブページの工夫
 3.2 地図表示
 3.3 今後の展開について

第2節 eラーニングにおける孤独感解消のためのVRシステムの開発と評価
1.非同期型eラーニングで教師と学習者のインタラクションを実現するシステム
 1.1 非同期型eラーニングの課題
 1.2 システム概要
 1.3 授業収録システム
  1.3.1 全身トラッキングを用いた収録システム
  1.3.2 骨格推定技術を用いた収録システム
 1.4 VR授業システム(視聴システム)
 1.5 インタラクションの実現
 1.6 本システムの特徴(まとめ)
 1.7 システムの効果
2.同期型eラーニングで協働型の学習を実現するシステム
 2.1 協働学習の重要性
 2.2 化学実験協働実施システム
  2.2.1 システム概要
  2.2.2 システムエンジンとネットワークサービス
  2.2.3 協働実験環境
 2.3 学習コンテンツ
  2.3.1 炎色反応実験
  2.3.2 金属イオンの分離検出実験
 2.4 本システムの特徴(まとめ)
 2.5 システムの効果

第3節 VR技術を活用したスポーツトレーニングシステムの開発動向と可能性
1.VRトレーニングシステム
 1.1 野球の特性
 1.2 プロ野球チームのニーズの確認
 1.3 VRトレーニングシステムの実装
  1.3.1 球場コンテンツ作成
  1.3.2 投球コンテンツ作成
  1.3.3 ユーザへの体験提示
2.トライアルの評価
 2.1 運用面
 2.2 ユーザ評価
  2.2.1 アンケートに基づく評価
  2.2.2 リアクションに基づく評価
3.今後の展望
 3.1 ミスマッチ条件の実験

第4節 防災訓練用VRソリューションの開発と活用事例
1.防災訓練におけるVR活用
 1.1 防災訓練が抱える課題とは
 1.2 VR活用の利点
 1.3 VRを活用した煙体験
 1.4 プロトタイプの完成
 1.5 体験上の工夫
 1.6 技術面での工夫
  1.6.1 LOD設定
  1.6.2 光源設定
  1.6.3 煙表現
2.活用事例
 2.1 大阪市消防局
 2.2 練馬区
 2.3 中央区
 2.4 葛飾区
3.産学官連携での取り組み
 3.1 神戸市「Urban Innovation KOBE」プロジェクト
  3.1.1 背景
  3.1.2 開発過程
  3.1.3 開発成果
 3.2 東広島市消防局及び広島大学防災・減災研究センターとの共同プロジェクト
  3.2.1 背景
  3.2.2 開発過程
  3.2.3 開発成果
4.防災訓練でのVR活用における課題
 4.1 一人あたりの体験時間
 4.2 VR酔いへの対策
 4.3 コロナに対する対応
5.今後の展望

第5節 デジタルツインを実現するデバイスを用いた土木分野および防災分野への適用事例
1.各デバイスの概要、種類、特徴
 1.1 VR
 1.2 AR
 1.3 MR
2.土木分野への試行事例
 2.1 VRを用いた試行事例
 2.2 MRを用いた試行事例
3.防災分野への試行事例
 3.1 VRを用いた試行事例
 3.2 ARを用いた試行事例
 3.3 MRを用いた試行事例

第6節 古墳VR体験コンテンツの開発
1.古墳の成り立ちと現状について
2.古墳VR体験コンテンツの目的と事例
 2.1 コンテンツ開発の目的
 2.2 コンテンツの事例
3.古墳VRコンテンツの開発
 3.1 古墳の3次元形状データの制作
 3.2 古墳内部の石室と出土品
 3.3 360°パノラマ映像の利用
 3.4 コンテンツの開発
 3.5 コンテンツの視聴
4.高松塚古墳VR体験コンテンツの開発
 4.1 コンテンツ開発の目的
 4.2 石室のモデリング
 4.3 コンテンツの開発と体験方法
 4.4 コンテンツの体験
 4.5 コンテンツの評価
  4.5.1 アンケート調査
  4.5.2 結果
 4.6 Web版のVRコンテンツの開発
  4.6.1 開発プラットフォーム
  4.6.2 コンテンツの開発
  4.6.3 コンテンツの閲覧方法
5.広報と地域連携活動のための古墳VRコンテンツの開発

第7節 文化財建造物を用いたインタラクティブプロジェクションマッピング
1.概要
2.住宅外部から鑑賞する障子プロジェクションマッピング
 2.1 コンテンツ内容
  2.1.1 インタラクティブインスタレーション
  2.1.2 「去年の木」ストーリー映像
 2.2 実現手法
3.住宅内部で鑑賞する茶室プロジェクションマッピング
 3.1 コンテンツ内容
 3.2 実現手法
4.住宅外部から鑑賞する座敷プロジェクションマッピング
 4.1 コンテンツ内容
 4.2 実現手法
5.イベントおよびお茶会の実施
 5.1 障子プロジェクションマッピング展示イベント
 5.2 プロジェクションマッピングで演出するお茶会の実施
6.まとめ

VR AR 書籍