新しい触覚デバイスは人の触れ合いの感情を約80%の精度で伝える
変異株「オミクロン」の広がりで、冬休みに旅行できない、あるいは旅行したくない人も少なくありません。もし仮想の触れ合いによって、自分が一人ではないという安心感を得られるとしたらどうでしょうか？
南カリフォルニア大学（USC）のviterbi工学部で、コンピュータ科学者でロボティクス研究者のヘザー・カルバートソンは、触覚を再現するさまざまな方法を研究しています。新プロジェクトでは、スタンフォード大学の研究者とともに、カルバートソンが責任著者として、二人のパートナー（友人または恋人）が離れていても交流し、思いやりや感情を伝えられるかを検証しました。
人は直接の身体的接触を通じて、パートナーの本当の意図を約57%の確率で読み取れます。人の触れ合いを模倣したデバイスを使った場合、回答者は約45%の確率で触れ合いの意図を見分けられました。このため、本研究のデバイスは、人が感じる触れ合いの精度の約79%で機能していると考えられます。
「私たちの触覚は独特です。実際、人には『触れ合いの言語』があります」とUSCのWiSEガビラン助教授で、コンピュータサイエンス、航空宇宙工学、機械工学の准教授でもあるカルバートソンは語ります。そのため、彼女によれば、大切な人に向けて伝えられる仮想の触れ合いを作ることは非常に複雑なプロセスです。コミュニケーションの快適さや、どの程度触れられることを嫌がるかには個人差があるうえ、好意、愛情、悲しみといった様々な感情の伝え方も人によって特有の方法があるからです。
研究者たちは、触れ合いの多くの側面を取り込めるだけの柔軟性を持つアルゴリズムの作成に取り組みました。その研究はIEEE Transactions on Hapticsにプレプリントとして掲載されており、二段階で実施されました。
まず、参加者がパートナーに対して、さまざまな感情を触れ合いによって伝える際の接触位置と力を記録し、人同士の社会的な触れ合いに関する新しいデータセットを作成しました。このデータセットの作成後、研究者は、それらのジェスチャーを注意、感謝、幸福、安らぎ、悲しみ、愛情の表現に分類し、事前に録音された信号のライブラリを構築しました。
次に、これらの信号は触覚ピクセル（タクセル）に変換され、8つの接触点を備えたコイル式アクチュエーターを組み込んだ装着型の触覚バンドを通じて、2組目の参加者に感情を伝えることができました。
合計661回の接触ジェスチャーが記録されました。バンドを装着した人の約45%が、遠隔の触れ合いで伝えられた意図された感情を理解できました（対面での触れ合いでは57%）。この研究は、対面のコミュニケーションで伝わる社会的な意味や表現が、遠隔でも伝えられることを示しています。
「社会的なやり取りの中で、人は聴覚、視覚、触覚の信号を使って、思考、感情、意図を伝えます。重量、エネルギー、その他のハードウェア上の制約があるため、人の触れ合いの複雑さを完全に再現するデバイスを作ることは困難です。ここでは、人の触れ合いをまばらに表現したものでも社会的な触れ合いの信号を伝えるのに十分かどうかを検討しました」と研究では述べられています。
研究者たちの次のステップは、精度を高めるために、より繊細な仮想の触れ合いの感覚を生み出すようアルゴリズムを調整することです。
「コロナウイルスのパンデミックによる物理的な隔たりは徐々に縮まっていますが、私たちのコミュニティがますますグローバル化するにつれ、家族や友人は依然として国内外に散らばっています。このようなツールがあれば、人々は物理的な距離に関係なく手を差し伸べて大切な人に触れることができ、孤立感を減らし、私たちを近づけてくれるでしょう」
「この低解像度で負担の少ない装着型デバイスを使い、ユーザーが意図された社会的意味を見分けられ、直接の人の触れ合いに基づく結果と比べても遜色ない性能を示すことがわかりました。オンラインでのコミュニケーションが一般的になるにつれ、こうした触覚信号のシステムは、遠隔でのやり取りや、二人の間の思いやりある遠隔の交流を向上させる可能性があります」と研究者らは述べています。
触覚ロボティクス・仮想インタラクション研究所（HaRVI）では、人が触覚を通じて、私たちの世界、ロボット、テクノロジーとどのように関わるかを研究しています。目的は、物理世界との触れ合いで生じる感覚を現実的に再現する、自然で直感的なインタラクションを生み出すことです。
研究者たちは、使いやすさ、人同士のつながり、特定のタスクを遂行する能力、仮想現実への没入感を高めるため、新しい触覚ハードウェアとレンダリングアルゴリズムを開発しています。この研究は、設計プロセスのすべての段階に人の知覚を組み込むことに重点を置いています。
