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Applying Fitts's Law in Error-Intolerant Settings

Research Project

Project/Area Number 21K18565
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 10:Psychology and related fields
Research InstitutionChukyo University

Principal Investigator

Yamada Norimasa  中京大学, スポーツ科学部, 教授 (00210469)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywordsフィッツの法則 / 運動制御 / 速さと正確さのトレードオフ / 動きの制御 / 情報理論 / エントロピー / 主成分分析 / 失敗できない環境
Outline of Research at the Start

人間の動きの普遍的な法則の一つにフィッツの法則がある。これは、対象に移動するのに必要な時間が対象までの距離と対象の大きさの関数で表されることを示したもので、現在では、コンピューターのユーザーインターフェースを設計する際にも採択されている人間の行動を表す基本的な法則である。ところがフィッツの法則は、ほとんど知られていないが若干のミスが許容される環境下で導かれた人間の行動法則である。しかし人間は、宇宙での作業、手術における医師の手の動きに代表されるように、生死に関わる失敗できない状況に置かれることがある。本研究は、失敗できない状況でこの式が成り立つのかを検討する初めての研究である。

Outline of Final Research Achievements

Fitts's Law is a universal law of human movement that defines the trade-off between speed and accuracy. In this study, we explored the applicability of this law in situations where failure is not permissible by devising a new method of trajectory information processing through entropy analysis. In the tapping experiment, we compared normal trials with failure-not-permitted trials, calculating the movement of the pen tip and the entropy. In the failure-not-permitted trials, it was observed that the movement time was extended, and accuracy was maintained at the expense of speed. This was further verified in a vertical jump experiment, where adjustments in force during precision-demanding moments were observed. This demonstrates that Fitts's Law remains effective in situations where failure is not permitted, by considering information processing and psychological limitations specific to each scenario.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究におけるフィッツの法則の検証は、学術的にも社会的にも重要な意義を持つ。学術的には、失敗が許されない状況での人間の動作制御のメカニズムを明らかにし、エントロピー分析を用いた情報処理の評価方法を提案している。これにより、人間工学や認知科学の分野において、より精度の高い予測モデルや設計指針が提供される可能性がある。社会的には、この研究成果は産業界においても応用されることが期待される。特に、高リスク作業を伴う職場での作業効率の向上や安全性の確保に役立つため、人間中心の安全対策の強化に寄与する。これらの点から、本研究は理論的枠組みの拡張だけでなく、実用的な応用においてもその価値が認められる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Mechanism for High-Precision Control of Movement at Maximum Output in the Vertical Jump Task2024

    • Author(s)
      Murakami Hiroki、Yamada Norimasa
    • Journal Title

      Entropy

      Volume: 26 Issue: 4 Pages: 300-300

    • DOI

      10.3390/e26040300

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Human Information Processing of the Speed of Various Movements Estimated Based on Trajectory Change2023

    • Author(s)
      Murakami,H., and Yamada,N.
    • Journal Title

      Entropy 2023

      Volume: 25(4) Issue: 4 Pages: 695-695

    • DOI

      10.3390/e25040695

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Interpersonal Movement Synchronization in Fast Continuous Tapping Tasks during Competition2022

    • Author(s)
      村上宏樹、山田憲政
    • Journal Title

      Japanese Journal of Sport Psychology

      Volume: 49 Issue: 1 Pages: 21-31

    • DOI

      10.4146/jjspopsy.2021-2104

    • NAID

      130008145671

    • ISSN
      0388-7014, 1883-6410
    • Year and Date
      2022-03-31
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Estimating Information Processing of Human Fast Continuous Tapping from Trajectories2022

    • Author(s)
      Murakami,H. and Yamada,N.
    • Journal Title

      Entoropy

      Volume: 24 Issue: 6 Pages: 788-788

    • DOI

      10.3390/e24060788

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fitts' law when errors are not allowed: Quantification of reciprocating trajectories and estimating information processing2021

    • Author(s)
      Murakami,H., Yamada,N.
    • Journal Title

      Acta Psychologica

      Volume: - Pages: 103418-103418

    • DOI

      10.1016/j.actpsy.2021.103418

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] スポーツ心理学の独自性 失敗できないときのフィッツの法則2023

    • Author(s)
      山田憲政
    • Organizer
      運動学習研究会2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Trade-off relationship between speed and accuracy at a specific time examined using a vertical jump task2023

    • Author(s)
      Murakami,H., and Yamada,N.
    • Organizer
      European College of Sport Science
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 垂直跳び課題における速さと正確さの制御メカニズム2023

    • Author(s)
      村上宏樹、山田憲政
    • Organizer
      日本スポーツ心理学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 軌道の変化過程から推定する速度変化に伴う情報処理量2022

    • Author(s)
      村上宏樹、山田憲政
    • Organizer
      日本スポーツ心理学会第49回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 全力発揮時の動きを高精度に制御する仕組み2021

    • Author(s)
      山田憲政、南部珠璃、若月翼
    • Organizer
      第29回運動学習研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2025-01-30  

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