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Quantification of the effect of car cabin design on mental workload during driving

Research Project

Project/Area Number 18K03898
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 18030:Design engineering-related
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

Chihara Takanori  金沢大学, 新学術創成研究機構, 助教 (00582967)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords認知負担 / 自動車運転 / 眼球運動計測 / 機械学習 / 異常検知 / ドライビングシミュレータ / 人間工学 / メンタルワークロード / 眼球運動 / 運転余裕 / 設計工学 / バーチャルリアリティ / ヒューマンインタフェース
Outline of Final Research Achievements

This study aimed to quantify the mental workload of driving a car from eye movement measurement data, and to evaluate the influence of cabin space construction on mental workload. We conducted an experiment in which a driving task using a driving simulator and a secondary task to control the mental workload were imposed simultaneously, and we extracted eye movement parameters useful for evaluating the mental workload. We also proposed a method to quantify mental workload by applying anomaly detection in a machine learning framework. We then applied the proposed method to evaluate the effect of cabin space height on mental workload.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

交通事故を防止する上で,運転者の認知負担を定量化することは重要な課題である.認知負担は直接計測することができないが,機械学習における異常検知を応用して認知負担を定量化する手法を提案したことが,本研究の学術的意義である.また,車室空間の高さが認知負担に与える影響を評価したことは,提案手法が実際の設計に適用可能であることを示すものであり,社会的に有益であると考えられる.

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Evaluation of mental workload during automobile driving using one-class support vector machine with eye movement data2020

    • Author(s)
      Chihara Takanori、Kobayashi Fumihiro、Sakamoto Jiro
    • Journal Title

      Applied Ergonomics

      Volume: 89 Pages: 103201-103201

    • DOI

      10.1016/j.apergo.2020.103201

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimation of mental workload during automobile driving based on eye-movement measurement with a visible light camera2020

    • Author(s)
      茅原崇徳,小林史拓,坂本二郎
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 86 Issue: 881 Pages: 19-00326-19-00326

    • DOI

      10.1299/transjsme.19-00326

    • NAID

      130007790518

    • ISSN
      2187-9761
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of design changes of automobile cabin in the virtual reality space on visual spaciousness2019

    • Author(s)
      茅原崇徳,坂本二郎
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 85 Issue: 880 Pages: 19-00241-19-00241

    • DOI

      10.1299/transjsme.19-00241

    • NAID

      130007772973

    • ISSN
      2187-9761
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 瞳孔径の変化を用いた自動運転車の減速走行時における搭乗者の不快感の推定2021

    • Author(s)
      小杉直矢,茅原崇徳,坂本二郎
    • Organizer
      日本機械学会 北陸信越支部 第58期総会・講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 異常検知を応用した自動車運転時のメンタルワークロード推定と時系列変化の評価2021

    • Author(s)
      茅原崇徳,坂本二郎
    • Organizer
      日本人間工学会 第62回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of time length of eye-movement data analysis on the accuracy of mental workload estimation during automobile driving2021

    • Author(s)
      Chihara, T., Sakamoto, J.
    • Organizer
      21st Congress of the International Ergonomics Association
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      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 機械学習を用いた異常検知による自動車運転時のメンタルワークロード評価2020

    • Author(s)
      茅原崇徳,小林史拓,坂本二郎
    • Organizer
      日本人間工学会 第61回大会
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      2020 Annual Research Report
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    • Author(s)
      茅原崇徳,坂本二郎
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      日本機械学会 第30回設計工学・システム部門講演会
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      櫻井晴登,茅原崇徳,坂本二郎
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      日本機械学会 北陸信越学生会 第49回学生員卒業研究発表講演会
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      茅原崇徳,宮﨑太志,坂本二郎
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      日本人間工学会 第60回大会
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      小林史拓,茅原崇徳,坂本二郎
    • Organizer
      令和元年度 日本設計工学会北陸支部 研究発表講演会
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  • [Presentation] A pilot study on estimation of mental workload during automobile driving using eye movements2019

    • Author(s)
      Chihara, T., Kobayashi, F., Sakamoto, J.
    • Organizer
      JSME International Design and Concurrent Engineering Conference 2019 & Manufacturing Systems Conference 2019
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 眼球・頭部運動計測に基づく自動車運転時のメンタルワークロード推定2019

    • Author(s)
      茅原崇徳,小林史拓,坂本二郎
    • Organizer
      日本機械学会 第29回設計工学・システム部門講演会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 画像センサを用いた自動車運転時のメンタルワークロード推定に関する基礎的検討2019

    • Author(s)
      茅原崇徳,小林史拓,坂本二郎
    • Organizer
      日本機械学会 北陸信越支部 第56期総会・講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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