北海道大學,慶應義塾大學,科學技術振興機構(JST)

令和3年6月4日

北海道大學
慶應義塾大學
科學技術振興機構(JST)

人間の觸錯覚のメカニズムを數理皮膚科學によって解明

~世界で初めて「魚骨觸錯覚の消失現象」を発見、技術開発応用への期待~

ポイント

北海道大學 電子科學研究所の長山 雅晴 教授、慶應義塾大學 環境情報學部の仲谷 正史 準教授らの研究グループは、科學技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業の支援を受けて、人間の觸覚による形狀認識の仕組みを説明する數理モデルの構築とその検証研究を行い、觸覚で生じる錯覚現象(觸錯覚)を活用して、その觸錯覚が生じなくなる現象を世界で初めて発見しました。

ヒト觸知覚メカニズムの全容は、五感の他の感覚に比べると未解明です。私たちは手の指先で觸れている物體の硬さや滑らかさ、その形を瞬時に認識することができますが、このような能力は人工知能(AI)を駆使したロボット工學でもにわかに実現することが難しいのが現狀です。

本研究グループは、ヒト觸覚の形狀認識の仕組みを知るために、觸覚で生じる錯覚現象を活用し、その觸錯覚が生じなくなる現象を世界で初めて発見し、この現象を説明する數理モデルを皮膚科學?生物物理學?神経科學の知見を融合して構築しました。その結果、ヒトが指先の觸覚を通じて形を認識する際には、觸覚刺激の強度を反映した感覚神経活動の頻度だけでなく、多數の感覚神経活動の時間的な頻度と非同期性(タイミングのばらつき方、Temporal coherency)が形の認識に影響を與えることが分かりました。

この研究成果は、インターネットを通して遠隔に高品質な觸覚情報を伝達するための基本技術の開発に役立ちます。COVID-19下で対面の応対が制限される社會狀況の中でも、觸覚を通じた人間同士の非言語コミュニケーションを実現する情報基盤の整備にも役立つことが期待されます。

なお、本研究成果は、2021年6月3日(木)公開の「Scientific Reports」のオンライン版に掲載されました。

本研究は、以下の事業?研究領域?研究課題の支援のもと行われました。

科學技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業 チーム型研究(CREST)

「現代の數理科學と連攜するモデリング手法の構築」
(研究総括:坪井 俊 武蔵野大學 特任教授)
「數理モデリングを基盤とした數理皮膚科學の創設」
(課題番號:JPMJCR15D2)
長山 雅晴 北海道大學 電子科學研究所 教授

科學技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業 個人型研究(さきがけ)

「社會と調和した情報基盤技術の構築」
(研究総括:安浦 寛人 九州大學 理事?副學長)
※所屬?役職は、活動終了時點のものです。
「安心感の醸成と孤獨感の低減をめざすEmotional Reality情報技術の確立」
(課題番號:JPMJPR16D7)
仲谷 正史 慶應義塾大學 準教授

<プレスリリース資料>

<論文タイトル>

“Temporal coherency of mechanical stimuli modulates tactile form perception”
DOI:10.1038/s41598-021-90661-1

<お問い合わせ先>

(英文)“Temporal coherency of mechanical stimuli modulates tactile form perception”

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