DHC_D 触覚ハッカソン「Shock-a-thon 2014」触覚マウスの使い方 Shock-a-thon !! 2014年7月6日(日) Zzz... ○△× 101001 マーケティング部／竹内伸 DHC_D © 2014 Fuji Xerox Co., Ltd. All rights reserved. 触覚マウスの構成① 試作品全体像磁石およびコイル配置 X S N Fx Y Ix S N 二次元Actuator CPU ：136×73×41mm ： 180g ： X,Y各方向で±5mm ： 0.85N コイル（裏）ステーター部可動部外形寸法重量（ｹｰﾌﾞﾙ除く）呈示部可動範囲最大推力（400mA時）スライダ（表）ドライバ＆センサ（裏）マグネット（表）触覚マウスの構成② 出力命令 USB制御装置 USB光学マウス 2次元リニアアクチュエータアクチュエータ座標 USBハブマウス移動量アクチュエータ座標 &マウス移動量ホスト PC 出力命令・触覚マウスは通常の光学マウスの上に触覚マウスは通常の光学マウスの上に 2次元平面状に自由に動かすことのできるリニアアクチュエータを搭載した構造になっています。・マウスカーソルの動きに合わせてアクチュエータを動作させることによって画面上のオブジェクトを触っている感触を操作者に伝えることができます。 DHC_D 触覚マウスの構成③ USBコネクタ（PC本体） PC本体）サンプルアプリケーション右クリックボタン触覚マウスデバイスドライバ触覚API 触覚API / ActiveXコントローラ ActiveXコントローラ ActiveXコントローラの組み込み＆スクリプト言語による記述 Webブラウザ Web ブラウザ DeviceIoControl() OpenTM() CloseTM() SetDF(k0,k1) SetPID(kp,ki,kd) GetPos(),SetPos(x,y) SetF(fx,fy) Windows） PC（Windows）触覚呈示部２次元リニアアクチュエータファームウェア・測定系の設定・制御系の設定・停止・フォース出力・位置制御・位置移動制御（マウス本体）左クリックボタン動作アルゴリズム① ステップ状凹凸の乗り越え感 A Y 触覚アルゴリズム素材によって動作モード（A-B間）ステップ状昇降 B X or Fx X t 側面断面 A 上から見た面スロープ状凹凸の乗り越え感 Y A B B 勾配状昇降 C X or Fx X t 側面断面 A 上から見た面 B C 動作アルゴリズム② 触覚アルゴリズム地形状凹凸のなぞり感 z ポインタ（指先）の軌跡 Z方向エネルギー高さ y 濃度パターン x x dz/dx x方向の勾配：dz/dx Fig.1 濃淡部拡大図 t dz/dy Y方向の勾配：dz/dy z t x Z方向エネルギー高さ変換例・X方向移動量：X=-dz/dx ・Y方向移動量：Y=-dz/dy 動作アルゴリズム③ 文字・記号の入力と呈示＜二段階座標入出力技術を用いて：その２＞文字の入力：例えばドラッグ・モードにおいて、カーソルの座標を時系列的に連続入力し、(x,y,t)の「文字データ列」として所定エリアに記憶する。ドラッグ･モードから開放されている期間はデータを記憶しない。文字の出力：予め、記憶エリアに格納してある「文字データ列」の数値をアクチュエータを位置制御することによって再現する。筆記上、書くところが不連続に跳ぶ場合は、跳ぶときのアクチュエータ移動速度を変更できる。動作アルゴリズム④ 粘弾性表現触覚呈示部へ発生させる力 F ダンパーμ バネｋ質量M 触覚呈示部の位置触覚アルゴリズム χ 運動方程式・・・ Mχ ＋μχ ＋ｋχ -M g ＝ F について F を逐次計算すればよい。 χ ・・・が測定位置であるためχ 、χ の精度が出ない。 →触覚呈示部に加わる力等を計測し、 F の精度を補正する。 DHC_D 動作アルゴリズム⑤ 粘弾性表現触覚呈示部へ発生させる力 F 触覚呈示部の位置 χ1 バネｋ2 ダンパーμ バネｋ1 質量M 触覚アルゴリズム仮想質量の位置運動方程式は次式のようになる・・・ Mχ2 ＋μχ2＋ｋ1χ2 ＋ｋ2（χ2 - χ1 ）-M g ＝0 χ2 ｋ2（χ1- χ2 ）-M g ＝ F について F を逐次計算すればよい。 χ2 は計算値であるため・・・ χ2 、χ2 は十分な精度で計算可能。計測値であるχ1 についてはバネ係数しかかからない。 →十分な精度の F を計算可能。 DHC_D 動作アルゴリズム⑥ 粘弾性表現デモ画面 DHC_D 触覚呈示技術は“プレゼン”に向かない技術ですので是非、体感していってください。 DHC_D Xerox、Xeroxロゴ、およびFuji Xeroxロゴは、米国ゼロックス社の登録商標または商標です。