レーザーをエネルギー源とする触覚提示は、超音波などの空中触覚提示手法と比較してより長距離かつ高い空間解像度で触覚刺激を伝送することができる。しかし、これまでレーザーによって伝送した先の媒体が弾性エネルギーへと変換する効率が低かったため十分な強度の触覚刺激を提示することが難しかった。そこで、本研究ではレーザーのエネルギーをより効率的に触覚刺激に変換する、レーザー誘起キャビテーションを用いた触覚提示手法を提案する。本現象は液体に対してレーザーのエネルギーを瞬間的かつ局所的に与えたとき、その位置で気泡の発生と消滅に伴って衝撃波を発生させるというものである。加えて、キャビテーションを起こす液体に低沸点液体を用いることによって、レーザーのエネルギーをより効率的に弾性エネルギーへと変換する。このレーザー誘起キャビテーションを用いた手法によって、既存のレーザーを用いた提示手法の1.6倍の強度の触覚提示が可能となった。

Haptic presentation using lasers can deliver the stimuli over longer distances and with higher spatial resolution than previous methods such as ultrasound. However, existing laser-based approaches cannot provide sufficient intensity due to low energy-conversion efficiency. To address this limitation, we propose a haptic display method leveraging laser-induced cavitation. When a laser pulse deposits energy rapidly and locally into a liquid, it creates and collapses a vapor bubble, emitting a shock wave that serves as the tactile stimuli. Additionally, we adopt a low boiling-point liquid to improve the efficiency of this energy conversion. The proposed method achieves tactile stimuli 1.6 times stronger than those produced by conventional laser-based haptic displays.

Michikuni Eguchi, Ryota Sakuma, Takefumi Hiraki

関連論文/Related Publications
M. Eguchi, R. Sakuma, and T. Hiraki, “LaserHaptics: Mid-Air Haptic Feedback via Laser-Induced Cavitation using Low Boiling-Point Liquid,” IEEE World Haptics Conference 2025, pp. 1–2, Suwon, Korea, Jul. 2025.
江口 満国, 佐久間 亮太, 平木 剛史,”レーザー誘起キャビテーションを用いたパウチ型空中触覚提示デバイス,” 第25回計測自動制御学会, 1A7-09, Dec. 2024.

連絡先/Contact
sakuma@akg.t.u-tokyo.ac.jp