東京大學、慶應義塾大學和豐橋技術科學大學組成的研究團隊成功進行了一項讓人感覺在虛擬實境（VR）空間中的機械臂就像是自己身體的一部分的實驗。透過把在VR空間中行程的機械臂認知爲自己的新手臂，實施了虛擬空間物體的「身體化」。這將有望促進機器人的開發，用來彌補人類失去的身體功能，或者執行個人難以完成的任務等。
佩戴頭戴式VR終端機，兩支機械臂進入視野（圖片截取自論文影片）（供圖：東京大學）
新開發的系統由頭戴式VR終端機、捕捉身體動作的感測器，以及根據在VR空間執行的任務等向腳部傳遞振動的器件構成。感測器安裝在頭部、腰部及雙手和雙腳處，VR空間的替身的動作與使用者本人的動作聯動。VR畫面上顯示兩條機械臂，可以透過腳部動作操作。
16名20～30多歲的受試者參加了此次實驗。執行的任務是反復練習「用機械臂觸摸畫面上顯示的球」約15分鐘。可以透過傳遞到腳部的振動來應答是否觸摸到了球。
透過腳部動作操作VR畫面上的機械臂（供圖：東京大學）
參與者在練習後回答了問卷調查。對14個專案劃分了7個等級進行了評價，例如感覺機械臂像自己的手臂還是感覺增加了新的手臂等。結果顯示，部分參與者感覺機械臂像是自己身體的一部分，並且有強烈的按照自己的意願動作的感覺。
另外還發現，練習之前和練習之後對機械臂周圍空間的感知也發生了變化。在這個實驗中，研究人員在VR畫面上下左右的位置瞬間投射一個球的同時向左右腳背或腳心施加振動，讓參與者回答感覺到的振動位置。
由此發現，經過練習後，球在畫面上顯示的位置會影響回答。根據畫面上顯示球的位置與振動腳部的位置之間的關係，回答需要更長的時間。終極因數被認爲是，隨着感覺機械臂變成身體的一部分，根據球與機械臂的視覺位置關係想像的對腳部的刺激與實際刺激產生矛盾，導致大腦混亂。
這種感知變化在那些在問卷調查中回答感覺自己的手臂增加的參與者中更爲常見。
此次實驗利用VR驗證的「身體化」還可以應用於真實的機器人。例如，它有望促進機器人的隊形變換，這些機器人可以在施工現場等協助完成一個人難以完成的工作，或者爲身體殘障的人提供新的腿和手。
主導研究的東京大學研究生荒井謙表示：「真正的機器人的動作（與操作之間）會產生延遲，很難評估能否將其作爲身體的一部分。但此次透過VR，我們能夠科學地驗證了這一點」。今後打算利用在VR空間取得的成果加速真實機器人的開發。
日文：藤井寬子，《日經產業新聞》，2022/7/13
中文：JST客觀日本編輯部
