客觀日本

北海道大學利用數學模式再現人類觸覺,闡明觸摸凸凹產生錯覺的機制

2021年09月17日 生物醫藥

人類透過用指尖觸摸,可以瞬時識別出物體的形狀和柔軟度等外在資訊。但是,與視覺等其他感官相比,觸覺機制還沒有得到充分的闡明。

北海道大學電子科學研究所的長山雅晴教授與慶應義塾大學環境信息學部的仲谷正史副教授等人組成的研究團隊,在此前的研究中發現,受到有規律的凸凹刺激後,即使觸摸到凸起的部分也會產生正在觸摸凹陷部分的錯覺。此次,研究團隊全球首次發現了不產生這種觸覺錯覺的現象,同時還構建了皮膚感覺的數學模式,闡明瞭人類處理觸覺資訊的機制。

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引發觸覺錯覺的機制。感覺神經對刺激的響應在時間上存在延遲,由此人能透過指尖的觸覺識別物體的形狀。

研究團隊在調查人反應的實驗中應答,在用指尖觸摸物體時如果減量皮膚伸縮在水平方向上的變形,人產生的錯覺程度就會明顯降低。另外還在電腦上設計了類比人類手指的72個觸覺感測器,利用數學模式再現了指尖末梢皮膚内的感覺神經羣的響應。結果發現,多數感覺神經並不是在觸摸時就立即做出響應的,而是存在時間延遲,這樣人能透過指尖的觸覺識別物體的形狀。

如果利用這項研究成果,在電腦上類比感覺神經的響應,將有助於闡明傳遞複雜觸覺的末梢神經的機制。另外,今後還有望開發線上傳遞觸覺的技術。

日語原文

文:JSTnews 9月號
翻譯編輯:JST客觀日本編輯部