東京工業大学 長谷川晶一研究室 : Hasegawa Shoichi Laboratory
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研究一覧

バーチャルリアリティを中心に、人に適切な情報を適切な形で提示することで、楽しく活躍できる環境や、心地よい生活環境を実現するような、科学・技術を研究しています。

ここでは、一部の研究テーマをカテゴリ別に紹介します。 端から全部見たい場合は全研究一覧を御覧ください。

バーチャルリアリティのためのモデリングと物理シミュレーション

バーチャル物体に実物体と同様の動き、ふるまいを与えるのが物理シミュレーションです。 「物」のコンピュータ内での表現方法=モデルを考えるのがモデリング、モデルを状況に応じて変化させる計算がシミュレーションです。

ハプティクスやキャラクタの動作生成に向いたオリジナルの物理エンジンの研究開発や、物理エンジンを利用した提示手法や動作生成手法を研究しています。

物理エンジンSpringhead
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物理エンジンSpringheadの開発を行っている。 次のような特徴を持ち研究基盤として利用している。

Pliant Motion  - Integration of Virtual Trajectory Control into LCP Based Physics Engines -
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We propose a realtime method to generate a virtual trajectory tracking any real trajectory for any articulated bodies with dynamics simulator based on iterative LCP solvers. Proposed method computes joint torques to track desired (real) trajectory using physics engines (1st step), then executes one step of simulation to update posture and velcity of the articulated body with PD control targeting to the desired trajectory (2nd step).

調理支援のための料理シミュレーション
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楽しく便利な調理支援にするべく、工学の立場から切り口を探しています。 その初めとして、調理シミュレータの研究をしています。 ユーザによるインタラクティブな調理操作を反映した加熱調理での食材の変化をシミュレートしています。

キャラクタ

人や生き物のような姿かたちを持ち、人や生き物のように振る舞う自律エージェント、AIエージェントは、人工知能の一分野として広く研究されています。 当研究室では、その中でも、身体を使ったインタラクションやコミュニケーションを、そのキャラクタらしく性格や個性や感情を伴った表現で行う、自律キャラクタを目指して研究しています。

キャラクタの反応動作の制作環境
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そのキャラクタの個性を表現しつつ、バーチャルリアリティや実世界でのユーザとの自然なインタラクションを実現するためには、シミュレーションに基づく自動生成とアーティストによる作り込みを両立する必要があります。そのような自律キャラクタを制作するためのオーサリングツールを作る研究をしています。

物理的インタラクションのためのキャラクタ動作生成
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魅力的なコンテンツを制作する上では,リアリティの高いインタラクションが可能で,人を感情移入させるようなキャラクタ動作の実現が必要です。実時間力学シミュレーションと多次元キーフレームアニメーションを組み合わせた動作生成手法を実現しました。

環境と物理的インタラクションをするアバター
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Vtuber (Virtual YouTuber)や、ライブやテーマパークなどでのバーチャルアイドルなど、演者に操作されるアバターが使われる機会が多くなっています。

ハプティクス(力触覚)

映像と音響だけのバーチャルリアリティでは、物に触れたり掴んだりしたときの手応えがなく、作業や操作がし難くなります。映像と音響だけのメディアでは力の入れ具合や感触がわかりません。

バーチャルリアリティに手触りや手応えを与えたり、力や触感を伝えるハプティックメディアを実現するために、提示手法(提示装置と計算方法)と人の感覚を研究しています。

提示力への振動付加によるリアルなバーチャル物体操作感の提示
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バーチャル世界や遠隔地での物体操作などを行う際に反力や摩擦力を感じることで操作しやすくなることが知られています. 提示する力の計算方法を工夫することでリアルな感覚を提示します.

Haptic rendering for multiple soft objects
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For the system which requires fast deformation method together with haptic interactions, we focus on the research of efficient deformation methods and haptic rendering algorithms. Until now we have current achievements:

Soft-stuffed Robot Alive!
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Recently more entertainment robots have been developed and became a part of our daily life. These robots remain in contact with us for a long time, and so the impression of friendliness is important for such kind of robots.

運動に関わるテーマ

力触覚は動かすと感覚が返ってくるといういみで、運動へのフィードバックです。直接ハプティクスではないですが、運動にも興味があります。

スキー中の加重中心の可聴化(大脇)
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スキー滑走中の加重中心位置を音の高低に変換して提示することで、滑走中の加重中心や姿勢の把握を助けたり、音の変化を楽しみながら滑走できるようにすることをめざしています。

複合的なテーマ、その他

上記の3つのカテゴリを中心に研究を進めていますが、学生の志向や研究の進展によっては、上記に分類できないテーマも研究しています。