プラントオペレータの異常対応時における心理状態の推定と支援システムへの応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480098
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 西谷 紘一 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (10029572)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒岡 武俊 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助手 (90273846) ; 山下 裕 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (90210426)
• Keywords: 脳波データ / 思考状態 / 心理状態モニタリング / 混乱状態の検知 / プラント運転 / 数学問題解答 / 支援システム

Research Abstract

我々の先行研究から、プラント運転などにおける人間の論理的思考状態を脳波データから推定できることがわかっている。これまではオフラインでの推定であったが、オンラインで実現できればいろいろな応用が期待できる。本年度は、オンラインで推定するシステムを開発するための基礎的な検討を行った。まず、論理的思考を必要とする数学問題解答実験を行い、脳波データから思考状態を推定するのに用いるモデルについて全面的な再検討を行った。従来線形モデルを用いていたが、今回用いた非線形モデル(ニューラルネットモデル)の方が推定精度があがること、思考状態のモード判定が簡単になることが確認できた。この結果、オンライン推定では非線形モデルを使うことを決めた。またこれまでの実験結果から推定モデルは当日調整するのがよいことがわかっている。このため思考状態を測定する当日速やかにモデルを作成しなければならない。各モードを誘発する実験データからどの程度の推定精度のモデルが得られたかの情報は、そのモデルを用いた以後の測定精度を保証する上で重要である。今回の研究で、モデル作成のためのモード誘発実験データを二分してモデル精度を簡便に計算する方法を考案した。以上の準備のあと、オンラインリアルタイムで思考状態を推定するプロトタイプシステムを試作した。このシステムを使った数学問題解答実験では良好な結果を得ている。今後同様の実験をくりかえして、モデル作成用の誘発実験の迅速化およびヒューマンインタフェースなどの改善を行う。このあと、トレーニング・シミュレータを用いた緊急対応訓練におけるトレイニーの思考状態を推定する実験を行う予定である。

Research Products

• [Publications] 山本純平: "視線分析を用いたプラントオペレータの挙動の分析"日本プラント・ヒューマンファクター学会誌. 5・2. 88-98 (2000)
• [Publications] 坂田晃一: "シミュレータを用いた異常対応訓練についての考察"日本プラント・ヒューマンファクター学会誌. 5・2. 130-140 (2000)
• [Publications] Taketoshi Kurooka: "Mind State Estimation for Operator Support"Computers & Chemical Engineering. 24・2-7. 551-556 (2000)
• [Publications] Hirokazu Nishitani: "University-Industry Cooperative Study on Plant Operations"Computers & Chemical Engineering. 24・2-7. 557-567 (2000)