NTTと東京大学が共同開発した、デバイス装着不要で空中にリアルな触感を創出する超音波技術が、2025年5月に発表されました。この画期的な技術は、超音波を皮膚に集束させて特定の周波数で制御することで、何もない空間に「つるつる」「さらさら」「ざらざら」といった多彩な触り心地を再現します。従来のVR体験で不可能だった触覚の再現が、重いデバイスを身につけることなく実現可能となり、医療からエンタメまで幅広い産業分野での活用が期待されています。
超音波触感技術の革新的メカニズム
従来技術の限界を打破する新アプローチ
これまでの触覚提示技術は、重たいデバイスの装着が必須で、提示できる力も弱く、表現可能な触感も単調なものに限られていました。しかし、NTTが開発した新技術は、超音波を皮膚に集中させることで生まれる強い力の感覚に、特定の周波数の振動を加えることで、この課題を解決しています。
一般的に、人は超音波焦点に触れると最大で0.01N程度の弱い力しか感じませんが、この焦点を肌の上で5Hzで回転させると、感じられる力が20倍程度まで増強されることが判明しました。研究チームは、5Hzの回転刺激が5Hzの振動刺激よりも6倍強い刺激を与えることを世界で初めて特定し、この発見により実用的な触覚提示が可能となりました。
超音波触感シンセサイザーの誕生
人の触覚受容器が敏感に反応する5Hz、30Hz、200Hzの超音波刺激を合成して振動を制御することで、研究チームは「超音波触感シンセサイザ」を考案しました。物体に触れている感覚は5Hzの回転刺激で再現し、物体の表面をなでたときの感覚は30Hzと200Hzの合成で変調することで、つるつる、さらさら、ざらざらなど多彩な触感を調整できるようになっています。
この技術により、従来の振動触感がクリック感やぶるぶる感などの単純なパターンでしか表現できなかったのに対し、画面に表示されたボタンなどの境界、微小な凹凸、簡単な素材感など、より豊かな触感の表現が可能となりました。
医療分野での革命的応用事例
遠隔手術の精度向上
医療分野において最も注目される応用事例は、手術ロボットを使った遠隔手術での活用です。超音波技術によってロボットが執刀する感覚を離れた場所にいる医師にフィードバックすることで、ロボット手術の精度を大幅に向上させることが可能になります。
従来の遠隔手術では、医師は視覚情報のみに頼って手術を行わざるを得ませんでしたが、この技術により実際に患部に触れているかのような触覚情報を得ることができます。これにより、組織の硬さや血管の脈動など、手術の成功に不可欠な微細な感覚を遠隔地でも感じ取ることが可能となり、医療過誤のリスク軽減と手術成功率の向上が期待されます。
VR手術練習システムの高度化
医学生や研修医の教育において、VRを使った手術練習システムに触覚を組み込むことで、よりリアルな訓練環境を提供できます。従来の映像のみの練習では体験できない、メスで切開する際の抵抗感や縫合時の針の通り具合など、実際の手術に近い感覚を習得することが可能になります。
この技術により、医療従事者の技術習得期間の短縮と、より安全で確実な手術技術の修得が実現します。特に、高度な専門技術を要する脳外科や心臓外科などの分野では、実習機会が限られるため、このような高品質なシミュレーション環境の価値は計り知れません。
新生児医療における家族絆形成支援
NTTが岩手医科大学と共同開発した身体性オンライン面会システムは、NICU（新生児集中治療室）に入院する早産児や低出生体重児の家族支援に革新をもたらします。このシステムでは、赤ちゃんの心電図を光センサーで読み取り、その心拍のリズムに合わせて疑似的に再現した心臓の鼓動を機器に振動で伝える仕組みです。
研究によると、NICUに赤ちゃんが入院すると、家族は触れ合う機会が制限されるため、親の子供に対する愛着形成が困難になり、産後うつのリスクが上昇することが知られています。この技術により、遠隔でも赤ちゃんとの接触頻度を増やすことで、親が子供への愛情を深めることを促進し、同時に赤ちゃんも親から頻繁に話しかけてもらうことで情緒形成の発達に寄与します。
産業・エンタメ分野での多彩な活用可能性
非接触インタフェースの実用化
手術室や食品加工現場など、汚れた手で何かに触れることを避けたい環境において、この技術は大きな価値を発揮します。空中に浮かぶボタンやアイコンを操作する際に、実際に押した感覚を得ることができるため、確実な操作が可能になります。
また、キー入力を使って開閉するドアロックに応用すれば、指紋を残さずにセキュリティを高めることができ、衛生管理が重要な施設での導入が期待されます。従来の光学的な立体映像とセンサーを組み合わせたシステムでは、指や手が何の感触もなく映像をすり抜けてしまい操作性に課題がありましたが、触感をプラスすることで確実な操作感覚を提供できます。
VR・AR体験の革新
ゲーム産業において、この技術はVRやAR体験を根本的に変革する可能性を秘めています。プレイヤーは重いハプティックデバイスを装着することなく、ゲーム内のオブジェクトに触れた際の多彩な触感を体験できるようになります。
例えば、仮想空間内で剣を振る際の空気抵抗や、魔法の杖から発せられる特殊な振動、アイテムを拾い上げる際の重量感など、これまで視覚と聴覚だけでは表現できなかった感覚体験が可能になります。これにより、ゲーム体験の没入感が飛躍的に向上し、新たなエンタメコンテンツの創出が期待されます。
視覚障害者支援技術への応用
視覚障害者のサポート技術として、指に伝わる振動で進行方向や体の向きを伝えて移動を助ける技術への応用も展示されています。従来の杖や点字ブロックに加えて、空中触覚技術により、より詳細で直感的な情報提供が可能になります。
例えば、歩行経路上の障害物の形状や材質を触覚で伝えることで、より安全で自由度の高い移動が実現できます。また、公共施設や商業施設において、案内情報を触覚で提供することで、視覚に頼らない新しいナビゲーション体験を創出できます。
交通・自動車産業での未来的応用
エアステアリングシステムの実現
自動車業界では、触覚ディスプレイ技術を用いてステアリング（ハンドル）を実体化する応用が検討されています。この技術により、物理的なステアリングホイールが存在しない車内でも、運転者は空中でハンドル操作を行うことが可能になります。
自動運転技術の発達により、完全自動運転から手動運転への切り替えが必要な場面で、瞬時にステアリング感覚を提供できるシステムの価値は非常に高いといえます。また、車内空間の自由度が大幅に向上し、より快適で機能的な車内レイアウトの実現が可能になります。
鉄道安全システムへの導入
鉄道のホームにおける転落防止対策として、この技術の活用が検討されています。ホーム端付近にいる乗客に対して、空中触覚によって危険を知らせることで、視覚や聴覚に障害のある方も含めて、より確実な安全確保が可能になります。
従来の音声アナウンスや視覚的な警告では気づきにくい状況でも、直接的な触覚刺激により注意を喚起できるため、鉄道事故の大幅な減少が期待されます。
ビジネス・マーケティング分野での革新的活用
商品体験の革新
小売業界では、商品の触感を遠隔地でも体験できるシステムの構築が可能になります。例えば、オンラインショッピングにおいて、衣類の生地感や家具の表面材質を実際に触れることなく体験できるようになれば、返品率の大幅な削減と顧客満足度の向上が実現します。
また、高級ブランドの商品展示において、実物に触れることなく質感を体験できるシステムは、商品の保護と同時に、より多くの顧客に商品体験の機会を提供できます。これにより、従来は限られた顧客にのみ可能だった商品体験を、広く一般に開放することが可能になります。
遠隔プレゼンテーションの高度化
ビジネスプレゼンテーションにおいて、製品の特徴を触覚で伝えることができれば、より説得力のある提案が可能になります。特に、製造業のマーケティング担当者にとって、クライアントに製品の質感や操作感を遠隔地からでも体験してもらえることは、商談成功率の向上に直結します。
建設業界では、建材の表面仕上げや設備機器の操作感を、現場に行くことなく体験できるシステムにより、設計段階での詳細な検討が可能になり、完成後のトラブル減少とコスト削減が実現できます。
技術普及への課題と将来展望
実用化へのロードマップ
NTTは医療以外の分野では5年以内の実用化を目指しており、医療分野においても技術向上により実用化を進めていく方針です。現在の技術レベルでは、ゲームコントローラーやVR触覚コンテンツなどの比較的軽度な応用から実用化が始まると予想されます。
技術的な課題としては、より強い力の提示、より精密な触感の制御、そして複数人同時利用への対応などが挙げられます。これらの課題解決により、段階的により高度な応用分野への展開が進むと考えられます。
社会インフラとしての可能性
この技術が社会インフラとして普及すれば、高齢化社会における様々な課題解決に貢献できます。例えば、介護現場において、介護者の身体的負担を軽減しながら、被介護者により質の高いケアを提供することが可能になります。
また、災害時の救助活動において、危険な現場に直接立ち入ることなく、遠隔操作による作業で実際の触覚フィードバックを得られることは、救助効率の向上と作業者の安全確保を同時に実現します。
結論
NTTと東京大学が開発した超音波による空中触覚技術は、デバイス装着不要という革新的な特徴により、医療、エンタメ、交通、ビジネスなど幅広い分野での応用可能性を示しています。特に、遠隔手術での精度向上、VR体験の没入感向上、非接触インタフェースの実現、視覚障害者支援など、社会的意義の高い応用事例が多数存在することが確認できました。
5年以内の実用化を目指すこの技術は、我々の生活様式や働き方を根本的に変革する可能性を秘めており、特にマーケティング分野においては、商品体験の革新や遠隔プレゼンテーションの高度化により、ビジネス成果の向上に直結する価値を提供します。今後の技術発展と社会実装の進展に注目が集まります。
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