2018 Fiscal Year Research-status Report
視線計測に基づく随意運動の視覚運動変換メカニズムに関する研究
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16K00235
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
福村 直博 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90293753)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アイ・ハンド・コーディネーション / 視覚運動変換 / 線描画 / 視線計測 / 固視点 / 運動の間欠性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
描画運動を行う時には、事前に目的の手本軌跡を視覚で確認して運動計画を立てた後に運動を開始し、運動中も視覚により必要な情報を取得しながら制御している。そこで、目標軌跡が運動中にすべて見えているTracingタスクと、運動開始後には目標軌跡を消すDrawingタスクを被験者に行わせて、運動開始前と運動中の固視点を解析した。Drawingタスクでは運動開始前の固視点は軌跡全体に広く分布しているのに対し、Tracingタスクでは始点終点付近を主に見ているだけであった。さらにTracingタスクと比較してDrawingタスクでは、運動前に見た点を再度運動中に見直している率が高いことが分かった。すなわち、Drawingの場合には事前に軌跡上に運動を行うために重要な特徴点を探し、それらの点を通るように制御を行っていると考えられる。
前年度に実施した，動く描画面上のターゲットを手で追う運動において，ターゲットの動きの周波数成分よりも低い周波数成分が手の運動に現れる、運動の間欠性と呼ばれる現象をさらに解析した．動くターゲットを追うタスク１と、ターゲットの動く軌跡も表示されるタスク２、軌跡のみが表示されていているタスク３のそれぞれのタスクにおける手と視線の動きをさらに解析した。手の動きにおける間欠成分のパワーがタスク１、２、３の順で減ることに加え、この順序でサッケードの距離が長くなり、頻度が少なくなること、視線位置と手の位置の差である先行量が大きくなることがわかった。これは軌跡が見える場合には、軌跡上の目標点に対してSaccade によって視線を先行させることで一定区間毎に先の運動指令を計算できるため、より滑らかな軌道を生成できるのに対し、ターゲットが常時移動する場合には小刻みな Saccadeでターゲットを追うために目標位置が不連続に変化し、間欠成分が現れやすくなるという可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
被験者実験の準備、および実施に想定以上に時間がかかってしまったため、データ解析がまだ完全に終わっておらず、補助事業期間の延長を行った。しかし、現在までに得た運動前と運動中の視線移動の実験データからは、ヒトの腕運動におけるフィードフォーワード制御とフィードバック制御の、制御スキームの切り分けに関する重要な知見が得られており、解析結果の信頼性を上げつつ、成果を論文投稿につなげられると考えられるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
運動開始前の視線情報の解析結果より、運動開始前に視覚で確認した情報が正確に描く制御にも利用されていることが確認できた。現在、運動前の固視点を再度運動中に固視した点とそれ以外の固視点を、それらが現れる軌跡上の位置や固視している時間などの観点から比較するなど、より詳細に解析することを予定している。また、この解析結果をもとに、この運動前の固視点を運動中に再度固視した点のみを目標点と定めてフィードバック制御をかけるDrawingと、軌跡上にある運動中の固視点を目標点と定めてフィードバック制御をかけるモデルを構築してその生成される軌道を確認し、その特徴を比較する実験を行う予定である。また、視覚から得られる軌跡に関する情報を制限することにより視線の先行量をコントロールして、予測的な視線の動きを制限する実験を計画しており、この結果からも運動制御モデルの構築のための知見を得ることができると考えている。また、運動間欠性の研究成果も運動制御モデル構築の上での重要な知見になると考えており、実験環境を再構築して計測データを再度取得すると同時に、サッケードの頻度と間欠成分の周波数の比較や、運動間欠性に関する先行研究で行われている腕運動軌道データのWavelet解析などを行なって、この問題についてもモデルの構築を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
実験において被験者の確保がまだ十分でなく、そのために予定していた謝金の支出と、成果発表のための旅費の支出が残ってしまった。次年度はデータの取得率を上げて再実験率を下げることで、被験者の負荷軽減を目的とした実験環境の再構築を行うための追加実験機材と、追加する被験者実験のための謝金、および成果発表旅費、論文投稿などの支出を見込んでいる。
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Research Products
(1 results)
