“ワンダーセンス”が導く体感の未来触覚技術によって生み出される新感覚とは

触覚技術を取り入れた
ユーザーインターフェース Concept

触覚技術を取り入れたユーザーインターフェースイメージ

タッチパネルに表示されたボタンを押すと、へこんだ感じがする――。

今、触覚技術を取り入れたユーザーインタフェースがスマートフォンやウェアラブルデバイスなどに使われ始めています。物体をうまく振動させると、触れている人の皮膚に錯覚を起こすことができるというのがその動作原理です。その結果、実際には存在していないのに、盛り上がりや凹み、ツルツルやデコボコといった感触、前後左右上下に引っ張られる感覚などを伝えることができます。

触覚技術の鍵となるのは、物体を振動させるためのアクチュエーターと振動を制御するソフトウェアの2つの要素です。

アクチュエーターのおもな方式は、アンバランスな形の錘をモータの軸に取り付けた“偏心モータ”、電磁力を直線的な動きに変えるリニアモータ、電圧を力に変える圧電素子など。スマートフォンやウェアラブル用途には、小型で振動量があり信頼性にも優れたリニアモータが使用され始めています。

ソフトウェアの役割は、これらのアクチュエーターを「どのタイミングで」「どれだけ強く」振動させるかを指示すること。携帯電話をブルブルふるわせるために使われていた偏心モータも、ソフトウェア制御のかけ方次第でより複雑な動きを生み出せるようになります。

よりリアルな感触を
生み出すための挑戦 Product

よりリアルな感触を生み出すための挑戦イメージ

「ワンダーセンス」は、このような触覚技術を適用した日本電産製品の統一ブランドです。グループ各社が持つ触覚技術を結集することによって、よりリアルな触覚(皮膚に伝わる感じ)や力覚(前後左右上下への力が伝わる感じ)を生み出すための研究・開発・製品化を進めています。

例えば、スマートフォンやウェアラブルデバイスの領域では、バイブレーターに使われている偏心モータや小型リニアモータをソフトウェアでより精密に制御することによって「ボタンを押した感じ」を実現。「センサー付きのタッチパネルと組み合わせて、人間が指で触っている位置をめがけて触覚を伝える」(日本電産セイミツ 赤沼)ことにも技術的なめどはついています。

また、ゲーム機も大きな需要が見込める領域です。コントローラを振動させるだけのものは以前からありましたが、制御方法をより細かくすることによって「体の向きを変える感じや引っ張られる感じ」(日本電産サンキョー 風間)や「弓をぐーっと引っ張ったときの力の感じや矢を放ったときの弦の微妙な振動」(武田)といったリアルな感触を生み出すことも可能です。バーチャルリアリティを利用したゲーム機にこのような触覚デバイスを組み込むことによって、ゲームのリアリティはさらに高まることでしょう。

グループの総合力で
触覚技術に取り組む Device

グループの総合力で触覚技術に取り組むイメージ

日本電産グループ各社が得意とする技術を持ち寄ることで、各社の強みを活かした触覚技術への様々な対応が可能になりました。

日本電産サンキョーが触覚技術に本格的に取り組み始めたのは2013年春です。現在はボイスコイルの仕組みを使ったリニアモータ方式のアクチュエーターの開発を進めています。
最大の強みは、「特定の振動ピークを持たず、1Hz以下のきわめて低い周波数から1~2KHzまでの範囲でどのような振動パターンにも素早く追従することで、豊かな振動を提供できる」(武田)こと。
また、縦方向と横方向に自在に振動できる独自のリニアアクチュエーターを取り付けると、1つの物体を同一面内で2次元に振動させることも可能で、より複雑で微妙な力覚を生み出すことができます。

一方、日本電産セイミツは20年にも及ぶ携帯電話/スマートフォン用バイブレーターの経験と実績を背景に、超小型のリニアモータを使った触覚デバイスの開発を2008年にスタートさせ、2010年には触覚実現制御方法に関する特許も出願しています。
スマートフォン向けの偏心モータやリニアモータは、小型化・薄型化が必要とされていますが、偏心の錘が小さくなることによって振動量もそれだけ落ちてしまいますので、「お客様が要求される振動の量と小型化・薄型化をバランスよく実現するための最適解を求める」(赤沼)ことに力を注いでいます。

将来は遠隔手術にも使われる Future

将来は遠隔手術にも使われるイメージ

スマートフォンやウェアラブルデバイスに新しい操作感を与え、ゲームの楽しさを倍増させる触覚技術。ワンダーセンスという統一ブランドのもと、日本電産はこの技術をさらに進化させていきます。

例えば、ゲーム機用の触覚デバイスとして、両手両足に着けて“武具を振り回す感じ”を与えるものの試作が完了しています。バーチャルリアリティ化が進む次世代のゲーム機への搭載をねらっています。

医療・福祉の分野においても、触覚技術が私たちの生活をより豊かにする日がくるでしょう。その1つが、遠隔手術システムです。離れた場所にいる外科医がネットワーク経由で鉗子を操作して「つまむ」「切る」「かき出す」「縫合する」などの処置を行う“手術用ロボット”は2000年代初めに実用化されていますが、人体組織の硬さや重さといった“手ごたえ”を外科医のコントローラに伝える仕組みはまだ発展途上の段階です。ここにワンダーセンスを適用することで、遠隔手術の安全度がさらに高まるものと期待されています。また、視覚にハンディキャップを持つ人のための行動支援ツールも実用化を構想しています。

触覚技術によって生み出される触覚や力覚はあくまでも錯覚ですが、利用する人にとってはまぎれもなく実在する感覚です。人々の生活を安全で快適なものとするために、日本電産はワンダーセンスをさらに磨き上げていきます。