歩行者をセンサノードとした広範囲・高密度バリア情報の直感的可視化システムの研究

• Project/Area Number: 19H04160
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 宮田 章裕 日本大学, 文理学部, 教授 (20648802)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村山 優子 津田塾大学, 数学・計算機科学研究所, 研究員 (20264955)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000); Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2020: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2019: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: バリアフリー / 障害者 / 人工知能 / バーチャルリアリティ / ゲーミフィケーション / 障がい者 / Deep learning

Outline of Research at the Start

障がい者の自由な移動を支援する上で，屋内外に存在するバリア情報を提供するバリアフリーマップが重要な役割を果たすが，現在のバリアフリーマップは，広範囲・高密度の情報を提供できず，バリア情報を直感的に提示できない。これらの問題に対し，本研究は (A)バリア情報入力，(B)バリア情報分析，(C)バリア情報出力の観点から解決を目指す。Aでは健常者が歩行やゲームをするだけで加速度データを収集できる方式に取り組む。Bでは人工知能で歩行時加速度データから路上のバリアの存在・種別を高精度に判定する技術に取り組む。Cでは直感的なバリアフリーマップ表現や，バリア通過時の様子を体感できるVRシミュレータに取り組む。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，高精度・広範囲のバリア情報を収集するためのA:バリア情報入力，B:バリア情報分析，C:バリア情報出力について，学術的・実用的価値が高い方式を実現することである。AはA-1:ボランティア方式，A-2:歩行者方式，A-3:ゲーミフィケーション方式，BはB-1:Deep Learning方式，CはC-1:ヒートマップ方式，C-2:VR方式に細分化される。令和4年度は5ヶ年計画の4年目にあたる。
令和4年度は，C-1・C-2の完成度を高め，システム全体結合に着手する計画であったが，障害者へのヒアリングに基づき，この計画を微修正した。具体的には，C-1とC-2のそれぞれには個別の強いニーズがあるものの，各方式を使いたいと考えるユーザ層は必ずしも同じではないことが明らかになったため，C-1とC-2の結合作業に大きなリソースを割く計画を見直し，C-1とC-2のそれぞれを最適な形態で洗練させることとした。この判断により，C-1は1箇所に複数件投稿されたバリア情報を集約表示して可視性を高めることができ，C-2は予定していた横断勾配に加えて段差のシミュレーションまでできるようになった。
上記のシステムについて，令和4年度は特定エリアのバリアフリーマップ生成実験を行う予定であったが，COVID-19感染対策により大勢を同一エリアに集めることが困難であったため，5年目に実施予定であった不特定エリアのバリアフリーマップ生成実験を前倒して実施した。この実験により，提案手法が低意欲ユーザに対してバリア情報収集意欲を高める効果があることが確認できた。
上記について，査読付論文誌3件採択，査読付国際会議1件採択，査読無国内会議4件発表，招待講演1件等の学術成果を達成した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実績の概要のとおり，令和4年度に計画していた作業の大半は計画通りに実施でき，社会情勢の影響で計画通りに推進できなかった実験についても代わりに令和5年度の実験を前倒しして実施する等の工夫を行い，本研究課題全体が遅滞する事態の回避に努めた。
学術発表については，上記の実験等で得られた知見の学術的価値が評価され，アクセシビリティ分野の有名国際会議International Web for All Conferenceに登壇発表論文として採択された。これは，本研究課題の取り組みが国際的な場においても一定の評価を得つつあることを表している。
さらに，3年前から継続して主催してきた第4回目のバリアフリーワークショップでは，障害学会の元事務局長を基調講演者として招待し，バリアフリー研究の国内コミュニティの活性化に努めた。これにより国内における本研究チームの認知度も向上し，産業界・学術界からバリアフリーマップに関する問い合わせも増えてきている。
上記をふまえ，現在までの進捗状況はおおむね順調であると判断できる。

Strategy for Future Research Activity

国内外の感染状況が落ち着きつつある現状をふまえ，令和4年度に社会情勢により実施できなかった，大勢を同一エリア（大学キャンパスを想定）に集める形態でのバリアフリーマップ生成実験の実施を目指す。これにより，当該エリアのバリア情報を網羅するバリアフリーマップが生成できることが期待され，障害者・施設管理者によるこのマップへの定量的・定性的評価も実施可能となる。
加えて，令和4年度後半から連携を開始したIT企業との議論を深め，本バリアフリーマップの社会実装・産業応用に向けた具体的な方法を検討する予定である。

Research Products

• [Journal Article] A Study of Cross Slope Simulator Using Vection-inducing Movie and Circular Motion of an Electric Wheelchair (2023)
  • Author(s): 杉本隆星, 大河原巧, 板床海斗, 落合慶広, 宮田章裕
  • Journal Title: Transactions of the Virtual Reality Society of Japan Volume: 28 Issue: 1 Pages: 35-42
  • DOI: 10.18974/tvrsj.28.1_35
  • ISSN: 1344-011X, 2423-9593
  • Year and Date: 2023-03-31
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effect of Travel Distance in VR Wheelchair Simulation on Flat Surfaces (2023)
  • Author(s): 大河原巧, 本岡宏將, 板床海斗, 杉本隆星, 宮田章裕
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 64 Issue: 1 Pages: 104-111
  • DOI: 10.20729/00223413
  • Year and Date: 2023-01-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of A Walking Data Collection System with An Encampment Game (2023)
  • Author(s): 古田瑛啓, 奥川和希, 村山優作, 宮田章裕
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 64 Issue: 1 Pages: 33-42
  • DOI: 10.20729/00223406
  • Year and Date: 2023-01-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Comparative Study of Neural Network Structures for Detection of Accessibility Problems (2020)
  • Author(s): Akihiro Miyata and Kazuki Okugawa
  • Journal Title: Transactions of the Virtual Reality Society of Japan Volume: 25 Issue: 3 Pages: 174-180
  • DOI: 10.18974/tvrsj.25.3_174
  • NAID: 130007920728
  • ISSN: 1344-011X, 2423-9593
  • Year and Date: 2020-09-30
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Walking Data Gathering System for Barrier Detection Using Gamification (2020)
  • Author(s): 大和佑輝, 奥川和希, 呉健朗, 粟飯原萌, 古市昌一, 宮田章裕
  • Journal Title: Transactions of the Virtual Reality Society of Japan Volume: 25 Issue: 1 Pages: 12-20
  • DOI: 10.18974/tvrsj.25.1_12
  • NAID: 130007822680
  • ISSN: 1344-011X, 2423-9593
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Vection誘発映像と前進動作による坂道シミュレーション (2020)
  • Author(s): 本岡宏將, 呉健朗, 大和佑輝, 宮田章裕
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 61 Pages: 61-69
  • NAID: 170000181602
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Case Study: In-the-Field Accessibility Information Collection Using Gamification (2023)
  • Author(s): Akihiro Miyata, Kazuki Okugawa, Yusaku Murayama, Akihiro Furuta, Keihiro Ochiai, and Yuko Murayama
  • Organizer: The 20th International Web for All Conference (W4A '23)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 弱さと向き合うコンピューティング (2023)
  • Author(s): 宮田章裕
  • Organizer: 日本デジタルゲーム学会第13回年次大会
  • Invited
• [Presentation] モチベーションの高低がバリア情報収集に与える影響の検証 (2023)
  • Author(s): 奥川和希, 村山優作, 古田瑛啓, 村山優子, 落合慶広, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会インタラクション2023
• [Presentation] 視覚障害者誘導用ブロックの識別のしやすさを推定する手法の基礎検討 (2023)
  • Author(s): 土岐田力輝, 古田瑛啓, 奥川和希, 村山優作, 呉健朗, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会インタラクション2023
• [Presentation] ゲーミフィケーションを活用した実地アクセシビリティ情報収集フィールドトライアル (2023)
  • Author(s): 宮田章裕, 奥川和希, 村山優作, 古田瑛啓, 落合慶広, 村山優子
  • Organizer: 情報処理学会第85回全国大会
• [Presentation] HMDと電動車椅子を用いた横断勾配シミュレータの実装 (2022)
  • Author(s): 杉本隆星, 大河原巧, 板床海斗, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会マルチメディア, 分散, 協調とモバイル (DICOMO '22)
• [Presentation] Gamification Strategies to Improve the Motivation and Performance in Accessibility Information Collection (2022)
  • Author(s): Akihiro Miyata, Yusaku Murayama, Akihiro Furuta, Kazuki Okugawa, Keihiro Ochiai, and Yuko Murayama
  • Organizer: Extended Abstracts of the 2022 ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI EA ’22)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Behavioral Survey of Volunteers in Barrier Photo Collection Task (2022)
  • Author(s): Kazuki Okugawa, Tadashi Maeda, Yuko Murayama, Keihiro Ochiai, and Akihiro Miyata
  • Organizer: Posters’ Extended Abstracts. 24th International Conference on Human-Computer Interaction (HCII ’22)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Implementation of an Authoring Tool for Wheelchair Simulation with Visual and Vestibular Feedback (2022)
  • Author(s): Takumi Okawara, Kousuke Motooka, Kazuki Okugawa, and Akihiro Miyata
  • Organizer: Proc. 2022 IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces (VR ’22)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] バリア形状をゲーム要素としたバリア画像収集システムの検証 (2022)
  • Author(s): 村山優作, 奥川和希, 呉健朗, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会インタラクション2022論文集, pp.105-114
• [Presentation] 陣取りゲーム要素を導入した歩行データ収集システムの検証 (2022)
  • Author(s): 古田瑛啓, 奥川和希, 呉健朗, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会インタラクション2022論文集, pp.602-607
• [Presentation] 電動車椅子とHMDを用いた段差通過シミュレータの基礎検討 (2022)
  • Author(s): 板床海斗, 本岡宏將, 大河原巧, 杉本隆星, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会インタラクション2022論文集, pp.731-733
• [Presentation] 多様なユーザ状態を考慮したバリア情報収集システムの社会実験の検討 (2021)
  • Author(s): 奥川和希, 村山優作, 古田瑛啓, 村山優子, 落合慶広, 宮田章裕
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告, Vol.121, No.287, WIT2021-41, pp.48-53
• [Presentation] ゲーミフィケーションを利用したバリア画像収集システムの実装 (2021)
  • Author(s): 村山優作, 奥川和希, 前田真志, 古田瑛啓, 呉健朗, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会シンポジウム論文集, マルチメディア, 分散, 協調とモバイル (DICOMO ’21), Vol.2021
• [Presentation] バリア画像収集におけるユーザ行動の調査 (2021)
  • Author(s): 前田真志, 奥川和希, 村山優作, 呉健朗, 村山優子, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会シンポジウム論文集, マルチメディア, 分散, 協調とモバイル (DICOMO ’21), Vol.2021
• [Presentation] A Crowdsourcing Platform for Constructing Accessibility Maps Using AI (2021)
  • Author(s): Akihiro Miyata
  • Organizer: ACM CHI 2021 Workshop on Design and Creation of Inclusive User Interactions Through Immersive Media
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Crowdsourcing Platform for Constructing Accessibility Maps Supporting Multiple Participation Modes (2021)
  • Author(s): Akihiro Miyata, Kazuki Okugawa, Yuki Yamato, Tadashi Maeda, Yusaku Murayama, Megumi Aibara, Masakazu Furuichi and Yuko Murayama
  • Organizer: ACM 2021 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '21)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Real-world Distance Reduction in a Virtual Reality-based Wheelchair Simulation on Flat Surfaces (2021)
  • Author(s): Kousuke Motooka, Takumi Okawara, Yuki Yamato and Akihiro Miyata
  • Organizer: 23rd International Conference on Human-Computer Interaction (HCII '21)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ゲーミフィケーションを適用したバリア画像収集方式のコンセプトの提案 (2021)
  • Author(s): 村山優作, 大和佑輝, 奥川和希, 前田真志, 古田瑛啓, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会インタラクション2021
• [Presentation] バリアフリーマップにおけるバリア情報可視化手法の比較 (2021)
  • Author(s): 奥川和希, 大和佑輝, 大河原巧, 村山優子, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会インタラクション2021
• [Presentation] BScanner: A Crowdsourcing Platform for Constructing Accessibility Maps to Support Multiple Participation Types (2020)
  • Author(s): Akihiro Miyata, Kazuki Okugawa, Yuki Yamato, Megumi Aibara, Masakazu Furuichi and Yuko Murayama
  • Organizer: 32nd Australian Conference on Human-computer-interaction (OzCHI '20)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Assistive Technology based on Crowdsourcing and VR (2020)
  • Author(s): Akihiro Miyata
  • Organizer: Creating Inclusive And Accessible Technology Through Immersive Interactions, Birds of a Feather, SIGGRAPH Asia 2020
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] バリアシミュレータのためのオーサリングツールの基礎検討 (2020)
  • Author(s): 大河原巧, 本岡宏將, 大和佑輝, 奥川和希, 宮田章裕
  • Organizer: 第28回インタラクティブシステムとソフトウェアに関するワークショップ (WISS '20)
• [Presentation] ゲーミフィケーションを用いたバリア画像収集方式の基礎検討 (2020)
  • Author(s): 村山優作, 大和佑輝, 奥川和希, 前田真志, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会グループウェアとネットワークサービスワークショップ2020
• [Presentation] ヒートマップを用いたバリア情報可視化システムの実装 (2020)
  • Author(s): 奥川和希, 大和佑輝, 大河原巧, 村山優子, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会シンポジウム論文集, マルチメディア, 分散, 協調とモバイル (DICOMO '20)
• [Presentation] Vection誘発映像を用いて傾きを提示する車椅子シミュレータの考察 (2020)
  • Author(s): 大河原巧, 本岡宏將, 大和佑輝, 奥川和希, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会シンポジウム論文集, マルチメディア, 分散, 協調とモバイル (DICOMO '20)
• [Presentation] ヒートマップを利用したバリア情報表現手法の基礎検討 (2020)
  • Author(s): 奥川和希, 大和佑輝, 呉健朗, 大河原巧, 村山優子, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会インタラクション2020
• [Presentation] バリアシミュレータのための傾きフィードバックの基礎検討 (2020)
  • Author(s): 大河原巧, 本岡宏將, 呉健朗, 大和佑輝, 奥川和希, 宮田章裕
  • Organizer: 情報処理学会インタラクション2020
• [Presentation] A Wheelchair Simulator Using Limited-Motion Patterns and Vection-Inducing Movies (2019)
  • Author(s): Akihiro Miyata, Kousuke Motooka, and Kenro Go
  • Organizer: 31st Australian Conference on Human-computer-interaction (OzCHI ’19)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] HMDと電動車椅子を用いたバリアシミュレータの移動距離削減の基礎検討 (2019)
  • Author(s): 本岡宏將, 大河原巧, 呉健朗, 大和佑輝, 宮田章裕
  • Organizer: 日本バーチャルリアリティ学会第24回日本バーチャルリアリティ学会大会
• [Presentation] Gamification Approach for Gathering Barrier Information (2019)
  • Author(s): Yuki Yamato, Kenro Go and Akihiro Miyata
  • Organizer: 25th International Conference on Collaboration Technologies and Social Computing (CollabTech ’19)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ゲーミフィケーションを用いたバリア情報収集システムの機能追加 (2019)
  • Author(s): 大和佑輝, 奥川和希, 呉健朗, 宮田章裕
  • Organizer: 日本バーチャルリアリティ学会 サイバースペースと仮想都市研究会 第67回研究会
• [Book] (Sakurai, M., Shaw, R. eds) Emerging Technologies for Disaster Resilience. Disaster Risk Reduction（担当章：Use of IT for Situation Awareness for Disaster Risk Reduction） (2021)
  • Author(s): Yuko Murayama
  • Total Pages: 16
  • Publisher: Springer
  • ISBN: 9789811603594
• [Remarks] 本研究課題に関して研究代表者が主催したバリアフリーワークショップ「BFREE 2022」
  • URL: https://sites.google.com/view/bfree2022/
• [Remarks] 宮田研究室Webサイト
  • URL: https://mytlab.org
• [Remarks] 本研究課題に関して研究代表者が主催したバリアフリーワークショップ「BFREE 2021」
  • URL: https://sites.google.com/view/bfree2021/
• [Remarks] 本研究課題に関して研究代表者が主催したバリアフリーワークショップ「BFREE 2020」
  • URL: https://mytlab.org/bfree2020/
• [Remarks] 日本学術振興会科学研究費助成事業研究成果トピックスにおける本研究の紹介
  • URL: https://www.jsps.go.jp/j-grantsinaid/37_topics/data/32665-20648802.pdf
• [Remarks] 本研究テーマに関して研究代表者が主催したバリアフリーワークショップ「BFREE 2019」
  • URL: https://mytlab.org/bfree2019/