2022 Fiscal Year Annual Research Report
Augmented Reality based on Ensuring Perceptual Consistency
| Project/Area Number |
20H00608
|
|---|
| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
加藤 博一 奈良先端科学技術大学院大学, デジタルグリーンイノベーションセンター, 教授 (70221182)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
天野 敏之 和歌山大学, システム工学部, 教授 (60324472)
蒲池 みゆき 工学院大学, 情報学部(情報工学部), 教授 (70395101)
山本 豪志朗 京都大学, 医学研究科, 准教授 (70571446)
斎藤 英雄 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (90245605)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 拡張現実感 / 認知的整合性 / 知覚・認知プロセス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者の加藤のグループでは、被験者実験の結果から知覚・認知プロセスのモデル化と逆変換技術を見直し、その改良を行った。また、認知的整合性駆動型仮想物体表示パイプラインの検討を開始し、基本的な構想を固めた。
研究分担者の斎藤のグループでは、昨年度まで「奥行き・形状」に注目していたところに追加して、VR環境中において自分自身の体の一部をアバターとして提示した際に、その大きさ知覚や自分の体として知覚できる度合いの関係を機械学習によってモデル化する検討を開始した。
研究分担者の山本のグループでは、錯視モデルを適用した際に生じうる不自然な表現に対して、最明度（オプティマルカラー）という概念を考慮した色度・輝度分布の制約を
課すことで自然な表現の実現を目指す取り組みを行った。並行して，手術室を対象として認知的整合性の考えに寄与する機械学習に基づく動作解析に着手し、実空間での認知問題に取り組んだ。
研究分担者の天野のグループでは、「現実環境の状況に依存した仮想物体の知覚・認知プロセスのモデル化」における光学的整合性に関して、空間型拡張現実感によるドライバーの視界改善や光学モデルに基づく異方性反射の操作について研究した。さらに、複数の鏡とプロジェクターを使用した4-DoFライトフィールド投影による知覚的BRDF操作や任意の照明環境再現について研究を行い、これらの研究成果をを学会にて発表した。
研究分担者の蒲池のグループでは、人の身体感覚の知覚に関して、VR環境下での実験環境を構築し、知覚実験等を通して様々な機能を明らかにした。自己身体感覚がモノを掴む動作，モノを動かす動作などにどのような影響を与えるか，動作解析と心理評価を中心にさらなる多感覚情報処理の解明を進め、学術論文１件、国内学会発表２件を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究代表者の加藤のグループでは、自動車運転時の速度認知において、拡張現実感による情報提示が与える影響のモデルを改良し、その検証実験を実施した。良好な結果が得られたために、その成果をまとめて論文誌への投稿を行った。
研究分担者の斎藤のグループでは、単なる物体の大きさ知覚をスマートフォンで確認する実験に関連した技術として、自由視点画像を機械学習により生成する手法を拡張現実感環境で表示する技術に関する研究を実施した。さらに、VR環境において特に重要となる身体性と大きさ知覚に着目し、身体性知覚を専門とする研究者を協力研究者として研究を開始した。
研究分担者の山本のグループでは、光を重畳して表現する中で生じる不自然感（対象が自発光している、等）の原因について調査を行い、計画通り色度・輝度の分布の制約を考慮する取り組みを進めてきた。また、観点を変えて、手術室空間を対象とした研究にも取り組んできた。
研究分担者の天野のグループでは、2021年度はコロナ禍の影響によって半導体不足などの様々な障害が発生したために十分な研究活動ができていなかったが、2022年度にはコロナ禍の影響が和らいだこともあり、研究業績に示すように多くの成果を挙げることができた。
研究分担者の蒲池のグループでは、主な実験結果について論文化を完了した。また、未完のものについても新たな実験計画と実験遂行をもとに、新規に学術論文の作成を行っている。また、当該研究に携わった学生の博士進学、学振への応募など、若手の育成にもつながっていることを実感している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究代表者の加藤のグループでは、自動車運転時という状況においての研究から対象を変更し、外科手術のような細かな手元作業において、拡張現実感による情報提示とそれが実際の作業に与える影響の調査にも取り組む。また、認知的整合性駆動型仮想物体表示パイプラインの実装にも取り組む。
研究分担者の斎藤のグループでは、ユーザ実験等により、身体性知覚と大きさ知覚の関係に関するデータを収集し、それに基づいてそれらの関係を機械学習でモデル化し、機械学習が拡張現実感や仮想現実感における大きさ知覚のモデル化に利用できる可能性を検証する。
研究分担者の山本のグループでは、継続して、錯視モデルを適用した際に生じうる不自然な表現を回避する自然な表現手法の実現に向けた解決方法の模索と試作を行い、
色が及ぼす認知駆動型拡張現実感への効果についてまとめていく。
研究分担者の天野のグループでは、異方性反射の操作や4-DoFライトフィールド投影による知覚的BRDF操作、任意の照明環境再現など、「現実環境の状況に依存した仮想物体の知覚・認知プロセスのモデル化」における光学的整合性の課題についてさらに研究を進める。また、これらの研究成果評価方法を検討し、研究成果としてまとめる。
研究分担者の蒲池のグループでは、これまでの実験結果をもとに、次年度中に論文化を２本計画している。また、他のグループとのディスカッションを2022年度末に行ったことから、心理評価実験の計画補佐など必要に応じて貢献できると考えている。今後、VRに加えてホロレンズなどを使用した現実と仮想空間の統合過程における知覚齟齬など、新規なテーマにも参入したい。
|
