第 1 章 変化する人間社会が求める触力覚
1.ハプティクスとは
2.注目される“触覚”が今後世界的に需要増となる背景
2-1.人口減少・高齢化により不足する機器操縦者
【図・表 1.国内高齢化の推移と将来推計(数量:1950-2060 年予測)】
2-2.「自動運転・自動操縦」「熟練技能自動伝承」「社会への AI 機器取り込み」で生まれる需要
3.ハプティクスの用途分野
4.ハプティクスに用いられる主な要素技術
5.ハプティクスに関する市場規模
【図・表 2.ハプティクスの国内および WW 市場規模予測(金額:2025-2030 年予測)】
【図・表 3.ハプティクスの技術+用途別国内市場規模予測(金額:2025-2030 年予測)】
【図・表 4.ハプティクスの技術+用途別 WW 市場規模予測(金額:2025-2030 年予測)】
5-1.課題
5-2.将来展望
6.触覚センサ市場
6-1.触覚センサの種類と技術的ポジショニング
【表 1.主な力学量センサの特徴と利用分野】
6-2.触覚センサの特徴と効果
(1)暗黙知をデータ化
(2)タッチパッドでの活用
(3)ジョイスティックでの活用
(4)ロボット位置制御の代替品として
6-3.触覚センサの種類と技術方式
【表 2.触覚センサの種類と技術方式・特徴】
6-4.触覚センサの特徴と力覚センサの違い
6-5.触力覚技術の市場分類とこれからの進展
【図 1.触力覚(ハプティクス)の市場分類】
6-6.触覚センサ注目企業の動向:データ化とフュージョン化を中心に
(1)2020 年:パナソニック株式会社 “触覚センサ・データの見える化”
(2)2022 年:パナソニック株式会社“視覚と触覚マルチモーダル情報活用位置決め技術”
(3)2023 年:株式会社 Thinker“赤外線照射でロボットハンドが掴んだものを理解”
(4)2023 年:国立大学法人香川大学“触覚センサ付き内視鏡”
(5)2025 年:国立大学法人新潟大学“マイクロ触覚センサチップによるフュージョン化・データ化”
7.力覚センサの特徴と最近の動向
7-1.力覚センサの構造と方式
【図 2.静電容量式力覚センサの構造(上)とダイヤフラムの変形(下)】
7-2.力覚センサの歴史
【表 3.国内力覚センサ市場の歴史】
7-3.力覚センサ注目企業の動向:事業化の歴史と将来を中心として
(1)力覚センサの歴史ともいえる株式会社ワコーテック
(2)ワコーテックの力覚センサ事業の特徴
【図 3.ワコーテックの新世代力覚センサ(製品事例)】
8.ハプティクスに関連する企業・研究機関の取組動向
8-1.国立大学法人東海国立大学機構 岐阜大学
(1)ロボットハンド
【図 4.Gifu HandⅢ】
(2) VR ロボット教示
【図 5. VR を利用したロボットハンドの動作教示】
(3)ハプティクスインターフェイス
【図 6.未来科学百科事典 (左)。操作デモンストレーション(右)】
(4)生体信号ロボティクス
【図 7.筋電義手(左)。 VR 筋電義手訓練システム(右)】
(5)モノの硬さの違いが知覚価値へ与える影響
【図 8.剛性評価の測定方法と知覚価値評価を収集する様子】
8-2.国立大学法人筑波大学
(1) EnhancedTouch:人と人の物理的な接触を強化するスマートブレスレット
【図 9.ブレスレット型 EnhancedTouch デバイスを装着した人同士の身体的接触】
(2)ゲーミングブレスレットへの応用と二者間への振動触覚フィードバック
【図 10.EnhancedTouch の技術を利用したゲーミングブレスレット】
(3)ブレスレット(手首)から指先、接触相手に伝搬する振動:機械計測と知覚計測
【図 11.手首から指先に伝搬する振動の可視化の一例】
8-3.国立大学法人東京大学(1)
(1)超音波による触覚の再現
【図 12.良好な触覚再現(集束、飽和抑制、遮蔽の許容)を実現するためのデバイス。
角度θを大きくすることで良好な再現結果が得られる】
【図 13.所定の圧力分布をリアルタイムで生成】
(2)圧覚の再現
【図 14.知覚される力を評価するセットアップ。
力ゲージを左手の指の腹に押し当て LM 刺激を右指に提示】
(3)温度を感じる触感
【図 15.超音波による温度触感の実現】
(4)触覚とコミュニケーション
8-4.国立大学法人東京大学(2)
(1)手のひら(掌)に対する皮膚刺激機構を備えた疑似力覚提示装置
【図 16.グリップ型疑似力覚提示装置。左写真に見える刺激子が突き出す、
あるいは回転することで、右写真のように握った掌に対して
法線方向や接線方向の圧力刺激を提示する。
これにより実際には存在していない外力やトルクをユーザーが錯覚する】
【図 17.柔軟なシートの接触面積と張力を制御することで柔らかさを表現する装置。
可動ベースが下部のボイスコイルモーターの力で持ち上がると
柔軟シートが指を包み込み接触面積を増やす。
両端のボイスコイルモーターが柔軟シートに張力を加えて
接触部の圧力部分を変化させる】
【図 18.シートに適度な張力をかけて指の両端を持ち上げると、
柔らかい物質の中に硬い塊が埋没しているような感触が表現できる】
8-5.国立大学法人東北大学
【図 19.触覚信号の変換法】
【図 20.強度セグメント変調 (ISM) の概念】
【図 21.アプリのモニター評価:被験者 100 名(20-50 代)による
触覚強調ビデオの主観評価結果。数字はポジティブに答えた割合】
8-6.国立大学法人奈良女子大学
(1)温度による化粧水の塗布感評価
【図 22.温度変化の特徴量と塗布感の関係】
(2)サーマルグリル錯覚
【図 23.ThermoScratch によるかゆみの緩和】
(3)月経痛体験システム
【図 24.Perionoid の構成とメカニズム】
(4)槍鉋体験システム
(5)大阪ヒートクール株式会社
8-7.モーションリブ株式会社
(1)力触覚とは
(2)「リアルハプティクス®」の制御技術
【図 25.五感を利用するには、計測と再現(制御)の両方が必要】
【図 26.システム構成イメージ】
(3)作業の遠隔操作
【図 27.力触覚で可能になる遠隔操作】
第 2 章 世界の触力覚センサの市場予測とメーカー動向
1.世界の触覚センサの特長とメーカーの動向
1-1.触覚センサの特長
1-2.国内触覚センサのメーカー14 社別方式・特長
【表 1.国内メーカー別/触覚センサの方式・特長一覧①】
1-3.海外触覚センサのメーカー6 社別方式・特徴
【表 2.海外メーカー別/触覚センサの概要一覧】
1-4.触覚センサの需要分野別使用状況
(1)医療分野で活用される触覚センサ
(2)FA ロボット分野で有望視される国内メーカーの触覚センサ
2.世界の力覚センサメーカーの動向
2-1.国内力覚センサのメーカー12 社別方式・特長
【表 3.国内メーカー別/力覚センサの方式・特長一覧】
2-2.海外力覚センサ 11 社のメーカー別概要
【表 4.海外メーカー別/力覚センサの概要一覧】
2-3.国内/海外 力覚センサ各社の動向
(1)国内力覚センサメーカーの動向
(2)国内力覚センサ内製メーカーの動向
(3)海外力覚センサメーカーの動向
2-4.力覚センサ期待の需要先ロボット・自動車
2-5.ロボット用力覚センサ各社の動向 6 軸力覚センサ
3.触覚・力覚センサ市場の動向と市場規模推移予測
【図・表 1.触覚・力覚センサ WW 市場規模予測(数量・金額:2022-2035 年予測)】
4.感圧センサ市場の実態と将来
4-1.感圧センサの概要
【表 5.触覚センサと感圧センサとの比較】
4-2.国内感圧センサのメーカー11 社別方式・特長
【表 6.国内メーカー別/感圧センサの方式・特長一覧】
4-3.海外感圧センサメーカー5 社別概要
【表 7.海外メーカー別/感圧センサの概要一覧】
4-4.感圧センサ市場の動向と市場規模推移予測
【図・表 2.感圧センサ WW 市場規模予測(数量・金額;2022-2035 年予測)】
4-5.国内感圧センサ市場推移・予測
【図・表 3.感圧センサ国内市場規模予測(数量・金額;2022-2035 年予測)】
5.次世代触力覚センサ市場の動向と将来
5-1.フレキシブル触覚センサの需要動向・アプリ動向
【表 8.フレキシブル触覚センサの需要動向・アプリ動向】
5-2.フィルム式圧力分布センサの新潮流と企業動向
(1)触覚センサ/感圧センサ/フィルム式圧力分布センサの比較
【表 9.触覚センサ/感圧センサ/フィルム式圧力分布センサの比較表】
(2)株式会社ジャパンディスプレイの開発動向
(3)舌圧コントローラ開発
5-3.光ファイバー触覚センサの新潮流と企業動向(ニッタ株式会社)
5-4.三次元力ベクトル分布触覚センサ(GelForce)市場の実態と将来
第 3 章 振動+圧覚+温度+XR+データ化=リアルハプティクス
1.触力覚/ハプティクス技術を搭載する HW・ソリューション
【図 1.触力覚/ハプティクス技術を搭載する HW・ソリューション一覧】
2.触力覚/ハプティクス技術活用の歴史と進化予測ストーリー
【表 1.触力覚/ハプティクス技術活用の歴史と将来ストーリー】
3.“振動(UI 的使われ方)”⇒“振動(UI 的使われ方)+α”への進化
3-1.UI(ユーザーインターフェース)における触覚の役割
3-2.UI とともに普及する“表面ハプティクス”“サーマルハプティクス”
3-3.UI 誕生の歴史と触覚/ハプティクス
【表 2.UI 誕生の歴史と HW、SW コンテンツなどへの影響】
3-4.VR/AR 時代の UI に不可欠となる触覚/ハプティクス
3-5.UI 視点から見た触覚/ハプティクス技術の現在と将来
(1)2015 年:「iPhone6s/6cPlus」にハプティクス技術「3D Touch」採用
(2)2017 年:任天堂がコントローラに「HD 振動」
(3)2000 年以降~2020 年代後半:BMW は車載機器用操作ダイヤルに触覚/
ハプティクス技術投入
(4)2000 年以降~2020 年代後半:スマホ市場の飽和と新たな触覚/
ハプティクスの可能性
(5) 2030 年代~;触覚/ハプティクス技術を搭載する 30 年代のデバイス
(6) 2030 年代~;自動車業界が注目する触覚/ハプティクス技術の役割
4.触覚ディスプレイ
4-1.触覚ディスプレイとは
(1)静電触覚ディスプレイ
(2)アクチュエーター式触覚ディスプレイ
(3)超音波触覚ディスプレイ
4-2.触覚ディスプレイの概要と視覚障がい者向け動向
4-3.触覚ディスプレイの国内メーカー動向
【表 3.国内における主要触覚ディスプレイ・メーカーと各社動向一覧】
5.リアルハプティクス
5-1.リアルハプティクスとは
5-2.ハプティクス⇒リアルハプティクス⇒遠隔ハプティクスの関係性
【図 2.触力覚/ハプティクス技術を搭載する HW・ソリューション一覧】
5-3.リアルハプティクスにより世界的問題を解決する AI ロボット
5-4.図解「リアルハプティクス・システムの事例」
【図 3.「リアルハプティクスとは?」
(ハプティクス活用による“自動スポンジケーキ掴みロボット”システム構造)】
6.VR/AR 用などの新たな UI として
6-1.VR(バーチャル・リアリティ)における触覚の役割り
6-2.VR/AR や IoT がハプティクスを求め出した
第 4 章 フィードバックする“機械の筋肉”アクチュエータ
1.はじめに
【図 1.触力覚(ハプティクス)の市場分類】
2.世界の振動アクチュエータ市場予測とメーカー動向
2-1.振動アクチュエータの特徴
【表 1.振動アクチュエータ方式別特長一覧】
2-2.振動アクチュエータ市場の動向と市場規模推移予測
【図・表 1.振動アクチュエータ WW 市場規模予測(数量・金額:2022-2035 年予測)】
2-3.振動アクチュエータの需要分野別使用状況
2-4.国内 振動アクチュエータ・メーカー別/特徴一覧
【表 2.国内 振動アクチュエータ・メーカー別/特徴一覧①】
【表 2.国内 振動アクチュエータ・メーカー別/特徴一覧②】
2-5.海外 振動アクチュエータ・メーカー別/特徴一覧
【表 3.海外 振動アクチュエータ・メーカー別/特徴一覧①】
【表 3.海外 振動アクチュエータ・メーカー別/特徴一覧②】
【表 3.海外 振動アクチュエータ・メーカー別/特徴一覧③】
【表 3.海外 振動アクチュエータ・メーカー別/特徴一覧④】
3.世界のソフトアクチュエータ市場予測とメーカー動向
3-1.ソフトアクチュエータの特徴
3-2.ソフトアクチュエータ市場の動向と市場規模推移予測
【図・表 2.ソフトアクチュエータ WW 市場規模予測(数量・金額:2022-2035 年予測)】
3-3.ソフトアクチュエータの需要分野別使用状況
(1)ロボット分野
(2)手術シミュレータ分野
(3)アシストスーツ分野
3-4.国内 ソフトアクチュエータ・メーカー別/特徴一覧
【表 4.国内 ソフトアクチュエータ・メーカー別/特徴一覧①】
【表 4.国内 ソフトアクチュエータ・メーカー別/特徴一覧②】
3-5.海外 ソフトアクチュエータ・メーカー別/特徴一覧
【表 5.海外 ソフトアクチュエータ・メーカー別/特徴一覧】
4.世界の静電アクチュエータ市場予測とメーカー動向
4-1.静電アクチュエータの特長
4-2.静電アクチュエータの需要分野別使用状況
【表 6.静電アクチュエータの需要分野一覧】
4-3.静電アクチュエータ市場の動向と市場規模推移予測
【図・表 3.静電アクチュエータ WW 市場規模予測(数量・金額:2022-2035 年予測)】
4-4.国内 静電アクチュエータ・メーカー別/特徴一覧
【表 6.国内 静電アクチュエータ・メーカー別/特徴一覧】
4-5.海外 静電アクチュエータ・メーカー別/特長一覧
【表 7.海外 静電アクチュエータ・メーカー別/特徴一覧】
第 5 章 ロボット需要が牽引する触力覚/ハプティクスの未来
1.はじめに
【表 1.ロボット用アクチュエータとロボット搭載ハプティクス・アクチュエータの違い】
2.ロボット普及と触力覚需要の高まり
3.ロボット用触力覚センサの市場構造・システム構造
3-1.ロボットの種類とエンドエフェクタ
【表 2.ロボットの種類と概要】
3-2.これからのロボットの進化の方向性
【表 3.これからのロボットの進化の方向性】
3-3.汎用型ロボットとエンドエフェクタ
【図 1.力覚センサ搭載ロボットの用途例(コネクタ嵌め合い制御)】
3-4.ロボット用センサ市場の動向
【表 4.FA ロボットを中心にロボット用センサ一覧と触力覚センサの位置付け】
4.全ロボット向け触力覚/ハプティクスのワールドワイド市場分析
【表 5.全ロボット向け触力覚/ハプティクス WW 市場(数量・金額:2022-2035 年予測)】
5.FA ロボット向け触力覚/ハプティクスワールドワイド市場の動向
5-1.FA ロボット向け触力覚/ハプティクスワールドワイド市場予測
【表 6. FA ロボット向け触力覚/ハプティクス WW 市場(数量・金額:2022-2035 年予測)】
5-2.FA ロボット進化と求められる“柔らかい位置決め”“柔らかい制御”
【表 7.FA ロボット進化と求められる制御方法・機能】
5-3.FA ロボット用触力覚センサ全体像
6.協働ロボット向け触力覚/ハプティクスワールドワイド市場の動向
6-1.協働ロボットの概要
6-2.協働ロボット向け触力覚/ハプティクスワールドワイド市場予測
【表 8.協働ロボット向け触力覚センサ/アクチュエータ WW 市場
(数量・金額:2022-2035 年予測)】
7.配膳・下げ膳サービスロボット向け触力覚/ハプティクスワールドワイド市場の動向
7-1.配膳・下げ膳サービスロボットの概要
7-2.配膳・下げ膳サービスロボット向け触力覚/ハプティクスワールドワイド市場予測
【表 9.配膳・下げ膳サービスロボット向け触力覚/ハプティクス WW 市場の動向
(数量・金額:2022-2035 年予測)】
8.二足歩行ロボット向け触力覚/ハプティクスワールドワイド市場の動向
8-1.二足歩行ロボットの概要と需要動向
【表 10.二足歩行ロボットの需要分野と導入状況】
8-2.二足歩行ロボット向け触力覚/ハプティクスワールドワイド市場予測
【表 11.二足歩行ロボット向け触力覚センサ/アクチュエータ WW 市場の動向
(数量・金額:2022-2035 年予測)
第 6 章 ハプティクス周辺に生まれる新技術&新ビジネス
1.はじめに
2.新しい技術&市場:空中ハプティクスデバイス市場の実態と将来
2-1.ハプティクスデバイスの種類と空中ハプティクスデバイスの概要
【表 1.ハプティクスデバイスの技術の種類(アクチュエータによる分類)】
2-2.空中ハプティクスデバイスの需要分野
【表 2.空中ハプティクスデバイスの需要分野】
2-3.空中ハプティクスデバイスの市場規模推移
【図・表 1.空中ハプティクス WW 市場規模予測(数量・金額:2022-2035 年予測)】
2-4.空中ハプティクスデバイスの参入企業
【表 3.国内の空中ハプティクスデバイス企業一覧】
2-5.空中ハプティクスの新たな研究動向
(1)ポスト超音波方式
(2)圧覚の再現
(3)冷覚の再現
(4)超音波の可視化
3.新しい技術&市場:触力覚のデータ化、AI(人工知能)との融合
3-1.ハプティクスと AI との融合
【表 4.ハプティクスと AI との融合により生まれる新技術の可能性】
3-2.触力覚(ハプティクス)のデータ化の目的と概要
【表 5.ハプティクス・データ化の目的と概要】
3-3.資生堂におけるハプティクスのデータ化
【表 6.資生堂のハプティクス・データ化の技術と事業目的】
4.新しい技術&市場:中国ロボット市場拡大と搭載進む 6 軸力覚センサ
4-1.ロボットにおけるハプティクスデバイスの役割
(1)デリケートな作業における力加減フィードバック
(2)人間が立ち入れない場所での遠隔操作
(3)人間との協調作業時の安全性を高める
(4)仮想空間(XR)でのリアルな体験
4-2.ロボットにおけるハプティクスデバイスの役割
4-3.中国ロボット市場拡大とハプティクスデバイスの役割
【図 1.中国におけるロボット市場拡大の背景と二足歩行ロボットの登場】
4-4.二足歩行ロボットの日中米比較と導入予測
【表 7.日・中・米それぞれの二足歩行ロボットに対する考え方】
4-5.中国で爆発する二足歩行ロボット用 6 軸力覚センサ市場
【表 8.中国の主要な二足歩行ロボット用 6 軸力覚センサ・メーカー一覧】
4-6.中国の主要二足歩行ロボット・メーカーの動向
【表 9.中国の主要二足歩行ロボット・メーカーの動向】
5.新しい技術&市場:通信技術との融合とテレハプティクス/遠隔触診
5-1.通信技術(セルラー通信など)との融合
5-2.遠隔ハプティクス(テレハプティクス)により誕生する新市場
5-3.期待される遠隔触診システム
【表 10.遠隔触診システム技術の特徴と導入効果】
第 7 章 次世代ハプティクス先進企業 30 社開発戦略
1.はじめに
2.H2L 株式会社のハプティクス上位概念“ボディシェアリング”
2-1.ボディシェアリングの概念
【図 1.ボディシェアリングのシステム概念】
2-2.ボディシェアリング技術の AI 構造
【図 2.ボディシェアリングのシステム構造】
【図 3. H2L のカプセルインターフェース】
2-3.H2L の「ボディシェアリング」ビジネスモデル・関連製品
【表 1. H2L「ボディシェアリング」ビジネスモデル・関連製品】
3.慶應義塾大学ハプティクス研究会“リアルハプティクス”
3-1.リアルハプティクスの概念
【図 4.慶應義塾大学のリアルハプティクス技術】
【図 5.慶應義塾大学のリアルハプティクス活用“遠隔での左官作業”】
3-2.リアルハプティクス技術のプレーヤ
【図 6.慶應義塾大学の“力触覚通信ハンド”】
4.株式会社 KT グループ×慶応義塾大の「遠隔地からの車両の触診」
5.NTT 株式会社×国立大学法人新潟大学が遠隔触診で医師不足・偏在を解決
5-1.遠隔触診が困難であった理由
【表 2.H2L「ボディシェアリング」ビジネスモデル・関連製品】
5-2.感触再現技術で医師不足・偏在の地域課題を解決
6.株式会社 NTT ドコモ×慶応義塾大学の通信リアルハプティクス
6-1.ドコモと慶應義塾大学による“半自律型ロボットハンド・アームの無線自律制御”
6-2.ドコモと慶應義塾大学それぞれの持ち寄った技術
【図 7.慶應義塾大学の“半自律型ロボットハンド・アームの無線自律制御技術開発”】
7.花王株式会社の皮膚振動センサ
8.国立大学法人東北大学の優しいロボット用超小型集積化触覚センサ
【図 8.東北大学の LSI 一体集積化 触覚センサ】
9.触力覚(ハプティクス)関連企業の最新開発動向一覧表
9-1.触覚センサ関連企業の最新開発動向
【表 3.触覚センサ関連企業一覧】
9-2.力覚センサ関連企業の最新開発動向
【表 4.力覚センサ関連企業一覧 1/2】
【表 4.力覚センサ関連企業一覧 2/2】
9-3.遠隔操作関連企業の最新開発動向
【表 5.遠隔操作関連企業一覧 1/2】
【表 5.遠隔操作関連企業一覧 2/2】
9-4.遠隔検査・教育関連企業の最新開発動向
【表 6.遠隔検査・教育関連企業一覧】
9-5.ゲーム・エンタメ関連企業の最新開発動向
【表 7.ゲーム・エンタメ関連企業一覧】
9-6.XR 関連企業の最新開発動向
【表 8.XR 関連企業一覧】
9-7.AI 関連企業の最新開発動向
【表 9.AI 関連企業一覧】
9-8.教材・コミュニケーション関連企業の最新開発動向
【表 10.教材・コミュニケーション関連企業一覧】
9-9.遠隔診断・介護関連企業の最新開発動向
【表 11.遠隔診断・介護関連企業一覧】
9-10.特許ライセンス/M&A/提携関連企業の最新開発動向
【表 12.特許ライセンス/M&A/提携関連企業一覧】