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これはスゴい!定量化が難しい樹脂素材の心地よさや触感の測定ができるカトーテックの試験機「QUANTITEXTURE」

2021.05.29

スマートフォンや自動車内装材などの「触感測定」が可能に

触感は製品の特徴の一つとして製品評価に大きく関係しているが、視覚や聴覚に比べて、自ら押したり動かしたりする能動的な動作を伴い、また人によって感じる感覚は嗜好的であるため、定量化が難しくある。

さわり心地計測の試験機と言えば、衣料品のほか化粧品や不織布など、さまざまな分野でKES(ケス)を利用されているが、その中でも特に樹脂素材については「材質が硬く物性値※での判断が難しい」との声が多くあった。

そこでカトーテックは、人の感覚神経の特性からデータを解析し、人とほぼ同じ感覚を数値化することに成功した試験機「QUANTITEXTURE クオンティテクスチャー」を2021年秋から販売。

これまで定量化が難しかった樹脂素材の“心地よさ・触感”の測定が可能となった。本試験機は、アクチュエータ工学やソフトロボティクスを専門とする慶應義塾大学理工学部 竹村研治郎教授との共同研究により実現した。

「QUANTITEXTURE」特徴

1. ものに触った時の「なめらかさ」「すべりやすさ」「ざらつき」を測定

2. 指の4つの機械受容器※マイスナー小体、メルケル触盤、パチニ小体、ルフィニ終末(図1)の特性から触感を数値化

3. これまではものの表面の粗さや摩擦係数などで触感を数値化してきたが、人の触感や知覚のメカニズムを基に解析しているため、より人間の感覚に近い触感のデータを取得可能

※機械受容器・・・感覚の元となる刺激を受け止めて、神経信号を発生する細胞や器官のこと

私たちが無意識にさわり心地を判断する要因とは?

これまでの研究により、人間が感じる触感は触察時の「振動情報」を知覚し、触り心地を判断していることが分かっている。

「QUANTITEXTURE クオンティテクスチャー」では、この振動データを解析し、人間が感じる触感とほぼ同じ数値を算出。

例えば、机の上に1枚の紙を置き、紙のエッジに指先をそっと置くとエッジを感じることができるが、そのまま指を静置するとどこがエッジなのか感じられなくなる。

ここで、紙の端をまたぐように指でなぞってみると、再びエッジを感じる。指の機械受容器が数10 umの紙の厚さという「形状」ではなく、触察時の「振動情報」を知覚していることがわかる。

このような触感につながる振動刺激を知覚する4つの機械受容器(マイスナー小体、メルケル触盤、パチニ小体、ルフィニ終末)の振動データを解析し、触感を検出する範囲の刺激量を定量化。各受容器の応答を推定するアルゴリズムを実現した。

利用例

自動車内装部品、住宅材料の触り心地評価やスマートフォンのカバーなどさまざまな樹脂の触感評価、品質管理に利用できる。

慶應義塾大学理工学部 竹村研治郎教授のコメント

五感のうち工学的な理解が進み、広く利用されているのは視覚と聴覚に限られていると言えます。

触覚、特にものの触り心地を知覚する触感が測定できるようになり、知覚メカニズムへの理解が深まれば、製品開発への応用だけではなく、インターネットを介して触感情報がやり取りされる時代が近づいてきます。

機械受容器の特性に基づいた触感の定量化アルゴリズムは、こうした時代の基盤技術になると考えています。

構成/ino.

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