Establishment of a method for maintaining arousal by inducing intrinsic motivation

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K04928
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 中西 美和 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70408722)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 覚醒維持 / 内発的動機づけ / 安全 / 機械学習

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、内発的動機づけの誘発によって作業に対する覚醒水準を改善・維持させる手法の開発と実用化に向けた効果検証を行うものである。当該プロジェクトの先行研究において、心理学文献から、内発的動機づけを誘発する要件を整理し、これらを満たす情報提示を提案している。これに基づき、本年度は、監視義務のある自動運転を模擬したシミュレータを構築し、この情報提示による覚醒水準の変化を測定する実験を行った。情報提示の有無を実験条件として、覚醒水準を反映するとされる脳波、呼吸などの生理指標を分析した結果、この情報提示が覚醒水準の低下を抑制できることが明らかになった。さらに、この情報提示のタイミングと頻度を最適化するため、機械学習を用いて覚醒水準のリアルタイム推定モデルを構築し、被験者の覚醒水準の低下に応じた情報提示の効果について検討した。結果から、眠気の最大を100としたとき、80以上に眠気が増すタイミングまでに提示を行うことが必要であること、また1度の情報提示による覚醒水準維持の効果は3分程度持続することが明らかになった。 これらの結果については、自動車技術会及び日本人間工学会に論文投稿準備中である。さらに、覚醒水準のリアルタイム推定モデルについて、既存手法と比較した実用可能性の検討についても、2020年に開催予定のHCII(Human Computer Interaction International)2020に既に採択されている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初より2019年度に行うことを予定していた実験は全て実施できており、また成果発表の準備もほぼ予定通り進められている。一方、実験結果の一部において、統計的な差異が十分に得られていないものもあるため、被験者の拡充が必要であると認識している。当面のところ、ヒトを対象とした実験が実施できない状況にあるため、2019年度のデータのみで有用な結果を導出し、成果発表に繋げられるよう、検討中である。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究の推進に関しては、主に以下3点を検討している。第一に、本研究で提案する内発的動機づけの誘発による覚醒維持手法が、既存の外的刺激による覚醒維持手法（警報音、振動、香り、ガム咀嚼）に比してどの程度のインパクトを持つものであるかを定量的に示すべく、シミュレータ実験でデータを得る予定である。第二に、より確度の高い覚醒水準改善・維持効果のある手法として発展させるべく、作業のコンテクストを特徴量として、提示情報を生成するシステムを構築するとともに、ヒューマンインタフェースとしての最適化についても検討し、実験的に検証する予定である。第三に、実用化のための課題を抽出し解決すべく、実場面に適用できる簡易システムを構築し、実場面での試用と評価を行う予定である。これらはいずれも2020年度中の課題として計画しているが、ヒトを対象とした実験が今後円滑に実施できないことも想定され、その場合は研究の方法及び方向性については再検討を要すると考えている。

Causes of Carryover

2,3月に、ヒトを被験者（30人）とする実験を予定しており、その被験者謝金として予定していたが、感染症予防のため実施を延期せざるを得なかった。キャンパス閉鎖が解除され、実施可能となった段階で速やかに実施し、残額を執行する予定である。