| Project/Area Number |
23K25246
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| Project/Area Number (Other) |
22H03992 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
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| Research Institution | Tsukuba University of Technology |
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Principal Investigator |
坂井 忠裕 筑波技術大学, 保健科学部, 客員研究員 (40925971)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松尾 政輝 筑波技術大学, 保健科学部, 助教 (00912271)
大西 淳児 筑波技術大学, 保健科学部, 教授 (30396238)
坂尻 正次 筑波技術大学, 保健科学部, 教授 (70412963)
三浦 貴大 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (80637075)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
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| Keywords | 空間力覚誘導 / 3次元物体認知 / 空間移動軌道 / 空間位置認知・記憶 / 視覚障がい者 / 立体認知 / 空間力覚誘導提示システム / 受動的自己受容感覚 / 空間表象 / 空間内動的移動軌道提示 / 離散型力覚誘導記録再生方式 / 空間位置認知・記憶評価 / 空間内動的移動軌跡伝達 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、指を空間で誘導することで位置や運動を感ずる自己受容感覚を用いた力覚誘導により、従来の能動触と併せた立体触知の支援や球技のボール位置や空間内の移動軌道を伝達できる提示法の可能性を実証し、視覚障がい者が立体教材を用いた教育や学習、スポーツ競技の学習や観戦などに利用できるシステムの基盤を構築する。そのために、①自己受容感覚における空間位置の認知や記憶と空間イメージの形成、②能動触と力覚誘導を併用した提示における立体形状の認知理解、③力覚誘導による球技スポーツなどの動的空間移動軌道の伝達、に対する効果を明らかにすることで、空間認知を考慮した新たな提示法の開拓と情報バリアフリーに寄与する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、指を空間内で誘導することで自己受容感覚に作用する力覚誘導提示方式において、空間位置認知特性と、立体物の認知・理解、空間的な移動軌跡の伝達に与える効果を評価し、視覚障がい者に立体教材を用いた教育・学習、スポーツ球技の学習や観戦などを支援するシステム基盤を構築することである。
2023年度は、課題に設定したシステム基盤の開発と、受動的な自己受容感覚における空間位置の認知・記憶および空間イメージの形成に対する基礎的評価を実施した。具体的に、システム基盤の開発では、2022年度に開発した離散的に空間位置座標値を数値指定することで誘導軌道を作成する方式に加え、容易な操作インタフェース(UI)で連続的な誘導軌道を自動作成する方式を開発した。また、立体物の自由触察時や誘導時に触察位置の内容を音声で説明する機能、作成した誘導軌道を利用者に影響されず同じ位置を誘導するためにキャリブレーション機能を開発した。これらの開発により、本研究が目指す基本システムが構築できた。基礎的評価については、視覚障がい者を対象に、力覚誘導条件が誘導直後の空間位置の認知・記憶再生に与える影響の評価、連続する複数点を誘導した後に空間位置を再生することによる短期記憶への影響の評価および空間位置のイメージ形成の差異に対する聞き取り調査を実施した。評価結果から、空間位置の再生誤差が小さくなる力覚誘導条件の指針を獲得できた。また、XYZ座標のそれぞれの方向に力覚誘導した場合の空間弁別能力を評価し、誘導距離・誘導速度と弁別閾との関係の知見を得た。これらの評価により、次年度以降実施する立体認知理解や移動物体軌道把握などの空間表象に対する効果を評価する上で有効な基礎データが得られたと考えている。本年度実施内容の一部は学会研究会にて報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、2023年度は2022年度に引き続き空間力覚誘導提示システムの装置・ソフト開発を進め、所望の動作が検証されたことでシステム基盤の全体を構築できた。これにより、実際にユーザが本システムを体験できる素地が整った、基礎的評価については、実験器具の作成や予備実験、および被験者の都合の関係で実施計画がやや遅れたが、本年度予定の実験を遂行でき、力覚誘導条件と空間位置の認知記憶再生との関係や弁別能力などの基礎的なデータが得られた。これらの知見は、次年度以降に予定する実物体や空間移動物体の認知理解の評価にも有効に寄与すると考えている。空間位置の短期記憶については解析を継続中で、2024年度早期に結果が得られる見込みである。評価実験の実施に伴い、あらたに有効な提示手法への展開も示唆されており、今後の評価を検討したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は以下の計画を推進することで、視覚障がい者の空間認知記憶再生特性を基に、実際の立体教材模型や球技スポーツのコンテンツを対象に、立体物の認知理解、空間移動軌道の伝達について力覚誘導提示の効果を評価検証する。
立体物の認知理解については、自由触察による能動触と受動的な力覚誘導のそれぞれの提示と両者を併用した提示の場合の差異の有無を主観・客観評価で求め、本研究で提案する提示方式の効果を検証する。誘導軌道の設定では、教育者などが立体を触察・指導する経験的な手順や、能動触だけでは内容の理解が難しい場合の有効な誘導手順を調査し、調査結果を基に誘導軌道を実装する。空間移動軌道の伝達については、実際の球技ボールの移動軌道を基に誘導データを作成実装することで、ボールの実時間の動きの把握度を再生法で評価する。競技ルールや競技状況の理解においては、音声実況のみの場合と力覚誘導を併用した場合の状況理解の差を質問紙法などで評価し、実時間の伝達の可能性を明らかにする。システム基盤の開発に関しては、上記の評価結果を提示条件やシステム改善にフィードバックするとともに、視覚障がい者に試用してもらうことで提示方法やUIに対する改良点を抽出し、必要に応じて設計・改良を行う。
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