Research on gaze control using Mixed Reality and operational performance improvement of welfare vehicles for the elderly
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20K04353
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
松永 信智 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (10363508)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡島 寛 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (40452883)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | ビジュアルアシスト制御 / 拡張空間 / 複合現実（ＭＲ） / パーソナルビークル / 仮想隊列制御 / 視線コントロール / ビジュアルアシスト制御系 / 拡張現実感 / 複合現実 / 福祉車両 / 仮想隊列制 / 拡張現実 / 操作の誘発 |
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| Outline of Research at the Start |
利用者の視線は外部から直接制御することは難しい。そこで本研究では，現実世界に仮想現実を反映する拡張現実（AR）やそれらを融合する複合現実（MR）を利用した操縦支援システムを構築する。利用者の視線コントロールを制御工学的にとらえ，視線を可視化し制御することで，利用者の操作を誘発することで利用者の操作を誘発する手法を提案する。また，福祉車両の操作性向上や利用者の能力の維持・向上を目指したリハビリへの応用についても検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
仮想環境を使ってパーソナルビークル(PV)の操縦しやすい環境を構築することで、現実世界での操作性や安全性は改善することが報告されている。しかし、利用者が漫然と操作するPVでは危険が伴う。その安全な操作のためには人間機械系を意識して、機械の操作性の向上だけではなく、常に利用者の認知・判断・操作のレベルを一定に維持しなければならない。本研究では、その中でも利用者の認知において重要な視線に着目した制御系に注目した。
仮想隊列を使ったビジュアルアシスト制御系は、複合現実(MR)技術を使って操縦を支援する技術であることから高齢者にも利用可能な手法であるが、安全な操作のためには事前にトレーニングを行うことが必要である。まず、トレーニングシステムのプロトタイプとして、MRを利用して運転中に注目すべきエリアの強調を行うことで視線を誘導を試みた。次に、動作中に視線計測ができるシステムを構築し、操作中の視線位置の計測と分析を行った。一般に，運転中は意図的に注視し続けることはできず、周辺の状況を常に確認している。熟練者と初心者の視線の移動から，リアルタイムで走行環境から最適走行経路を求め床面に呈示することで視線移動が少なくなり、初心者でも走行軌道が安定することがわかった。なおここでは、メディアンフィルタを利用したMCVオブザーバを使って、高速眼球運動（サッカード）を除去した注視位置を計測している。以上の結果を基に，メンタルワークロードの主観的評価法であるNASA-TLXを使って、提案するMRを使ったトレーニング方法が有効であり、特に初心者にとって視線の動きがPV操作の上達に深く関連していることがわかった。最終年度では今までの成果を元に、より安全なBMIデバイスとMRを利用したPVの自動運転について検討を行った。
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Report
(4 results)
Research Products
(29 results)
