触覚知覚

触覚知覚（ギリシャ語：haptόs「触知できる」、haptikόs「触覚に適した」）は、文字通り「何かをつかむ」能力を意味し、立体知覚としても知られています。この場合の知覚は、触覚知覚中の静止した主体による受動的な接触とは対照的に、動いている主体による表面や物体の能動的な探査を通じて達成されます。[1]触覚知覚には、皮膚の触覚受容器と、動きや体の位置を感知する固有受容^器が関与しています。[ 2 ]触覚知覚^が不可能な状態は、立体知覚として知られています。

歴史

ハプティックという用語は、1892年にドイツの心理学者マックス・デソワールが、触覚に関する「音響学」や「光学学」のような学術研究に名前を提案したときに造られました。^[3]^[4]

ギブソン（1966）^[5]は触覚システムを「身体を使うことによって身体に隣接する世界に対する個人の感覚」と定義した。ギブソンらは、ウェーバーが1851年に認識した触覚知覚と身体運動の密接な相互依存性、そして触覚知覚は能動的な探索であるということをさらに強調した。^[要出典]

触覚知覚の概念は、拡張生理学的固有受容の概念に関連しており、棒などの道具を使用すると、知覚経験が道具の先端に透過的に伝達されるというものである。^[6]

触覚知覚は、触覚中に感じる力に依存します。^[7]この研究により、異なる知覚特性を持つ「仮想」の錯覚的な触覚形状の作成が可能になり、^[8]触覚技術に明らかに応用されています。^[9]

探索的手順

人間は触覚によって三次元の物体を素早く正確に識別することができます。^[10] 物体の外側の表面上で指を動かしたり、物体全体を手で持ったりするなどの探索的な手順を使用してこれを行います。^[11]

これまでに、以下の探索手順が特定されています。

横方向の動き
プレッシャー
囲い
輪郭追従

このようにして収集された物体または対象の特性には、サイズ、重量、輪郭、表面および材料の特性、一貫性、温度などがある。触覚センサーの開発とともに、ロボットの探索行動の開発にもいくつかの研究が行われてきた。^[12]

知覚的デッドバンド

知覚的不感帯は、人間の知覚の限界を捉える領域である。^[13] ウェーバー分率^[1]とレベルクロッシング定数^[14]は、触覚力刺激の知覚的不感帯を定義するために用いられる。不感帯は、触覚データ圧縮のための知覚的に適応的なサンプリング機構の設計において重要な用途があり、^[15]通信ネットワークを介して触覚データを伝送するために必要なものである。

知覚的デッドバンドの形状に影響を与える要因は多数あります。たとえば、次のようになります。

力刺激の変化率：^[16]ウェーバー分率またはレベル交差定数は、力刺激の変化が速いほど減少します。
時間分解能：^[17]連続した2つの力のサンプルを知覚するのに必要な最小の時間間隔として定義されます。
方向感度：^[18]この研究では、ウェーバー分率は方向ではなく力の大きさのみの関数であると主張している。
実行されているタスク：弁別タスクまたは比較タスク^[13]ユーザーは、弁別タスクよりも比較タスクを実行しているときに敏感になります。これは、比較タスクでは、1つの方向に沿った変化のみを知覚する必要があるためです。これはすべて、知覚デッドバンドが実行されるタスクの関数であることを意味します。

触覚感覚の障害

触覚感度は、切り傷や火傷などの皮膚損傷、および（外傷または循環障害による）神経損傷に関連する、さまざまな疾患や障害によって損なわれる可能性があります。さらに、感度の喪失（神経障害）は、代謝、毒性、および/または免疫学的要因によって引き起こされる場合があります。神経障害を引き起こす可能性のある病状の例としては、糖尿病、慢性腎臓病、甲状腺機能障害（甲状腺機能亢進症および低下症）、肝炎、肝硬変、アルコール依存症などがあります。自閉症、感覚処理障害なども触覚感度に影響を及ぼす可能性があります。触覚の喪失は壊滅的な欠陥であり、歩行や、物を握ったり道具を使用したりするなどの熟練した動作に支障をきたす可能性があります。

触覚療法

没入型環境では、触覚的な相互作用の感覚を再現することができます。^[19]ドレクセル大学で開発されたExo-Skin Soft Haptic外骨格インターフェースなどの外骨格グローブは、筋肉と感覚を再訓練するための理学療法エクササイズプログラムを患者に実行させるようにプログラムすることができます。^[20]

参照

参考文献

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さらに読む

Grunwald, M. (編著、2008)。『人間の触覚知覚 - 基礎と応用』バーゼル/ボストン/ベルリン: Birkhaeuser。ISBN 978-3-7643-7611-6
Lederman, SJ; Klatzky, RL (1990). 「一般的なオブジェクトの触覚分類: 知識主導の探索」.認知心理学. 22 (4): 421–459. doi :10.1016/0010-0285(90)90009-s. PMID 2253454. S2CID 6619282.
モンタギュー、A. (1971)。『触ること：人間にとっての皮膚の重要性』オックスフォード、イギリス：コロンビア大学出版局。

[:0-1] ウェーバー、EH (1851)。Die Lehre vom Tastsinne und Gemeingefühle auf Versuche gegründet。フリードリヒ・ビューエグ・ウント・ゾーン。

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[17] バルドワジ、アミット;サブハーシ州チャウドゥリ（2015 年 6 月）。「ジャンプの不連続性の運動感覚におけるユーザー反応の解決可能性の推定」。2015 IEEE 世界触覚会議 (WHC)。 IEEE。 482–487ページ。土井：10.1109/whc.2015.7177758。ISBN 978-1-4799-6624-0. S2CID 756663。

[18] チャウドゥリ、スバーシス; Bhardwaj, Amit (2017-10-27)、「Deadzone Analysis of 2-D Kinesthetic Perception」、Study in Computational Intelligence、Springer Singapore、pp. 55–68、doi :10.1007/978-981-10-6692-4_4、ISBN 978-981-10-6691-7

[Koerner-19] Koerner, Michael; Wait, Eric; Winter, Mark; Bjornsson, Chris; Kokovay, Erzsebet; Wang, Yue; Goderie, Susan K.; Temple, Sally; Cohen, Andrew R. (2014 年 8 月)。「5D 幹細胞画像ボリュームのマルチセンサーインターフェイス」。2014年 36 回 IEEE 医学生物学工学年次国際会議。第 2014 巻。pp. 1178–1181。doi : 10.1109/ EMBC.2014.6943806。ISBN 978-1-4244-7929-0. PMC 4321857 . PMID 25570174.

[Fedorczyk-20] Koerner, M.; Fedorczyk, J.; Cohen, A .; Dion, G. 「Exo-Skin ソフトロボットリハビリテーション外骨格の設計と実装」(PDF)。ドレクセル大学。2017年5 月 10 日閲覧。