人間の認知-運動機構を評価するバーチャルリアリティ・システムの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08234102
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 田中 博 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (60155158)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥山 文雄 東京医科歯科大学, 医学部, 講師 (70134690) ; 仲村 洋之 埼玉工業大学, 工学部, 講師 (50189057) ; 青木 隆夫 日本大学, 工学部, 講師 (00101113)
• Keywords: バーチャルリアリティ / 視覚逆問題 / アイマークレコーダ / ヘッドマウントディスプレイ / 図形認知

Research Abstract

本研究の目的はバーチャルリアリティ(VR)の環境によって人間の認知-運動機構の解析である。この研究の手法として今年度は測定実験による視覚の特性についての研究を進めた。基本的立場は計算論的視覚理論である。すなわち視覚は世界の不完全な情報を進化的に獲得した「世界モデル」の制約条件のもとに情報補完する「逆問題」であるという立場である。この立場はMarr-Possioの視覚逆問題理論といわれる。さてこの理論の示唆する諸説を確かめるため実験条件が自由に設定できる仮想現実環境を構築した。
測定実験では昨年度確立した測定系をさらに拡張し、新たに仮想現実に基づく立体図形認知観測システムを構成した。これはアイマークレコーダを装着した自作のヘッドマウントディスプレイとこれとインターアクティブに連動するSGI-Onyxの3次元図形作成システムにより成る。まずこの3次元仮想認知システムを用いてヘッドマウント内に3次元立体図形を提示し、その視覚特性について、(1)図形認知までの視線の動き、(2)図形理解までの認知時間を観測した。定性的結果はこれに先立つ実物実験による立体認識と同じであったが視認に仮想現実性から来る遅れがあった。まず図形認知においては、図形の基本形を決める稜線を重点的に調べた上1秒程度で認知が完成する。これは実物実験と同じである。さらに凹面によって構成される図形を提示したが、この判定に時間がかかった。全体を通じて、もっとも特徴的な部分にすぐに視線が移動する、などの結果を得た。
これらを今後計算理論から検討する。

Research Products

• [Publications] 青木隆夫,仲村洋之,田中博,奥山文雄: "バーチャル・リアリティ・システムの開発における奥行き知覚の解析" 医用電子と生体工学. 34巻. 496 (1996)
• [Publications] Nakamura,H.,Aoki,T.,Okuyama,F.,Tanaka,H.: "Proc.18th Annual Int'l Conf.of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society" IEEE Computer Society Press, 1150 (1996)