2020 Fiscal Year Annual Research Report
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20H01788
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| Research Institution | Japan Women's University |
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Principal Investigator |
竹内 龍人 日本女子大学, 人間社会学部, 教授 (50396165)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉本 早苗 広島大学, 人間社会科学研究科(総), 助教 (80773407)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 視覚 / 視野安定 / 視覚探索 / 仮想現実空間 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
眼や頭、体の動きにより網膜像は時空間的に断続しているにも関わらず、世界は安定していると感じられる。視野安定の古典的モデルでは 、サッカード情報を伝達する動眼神経系からの信号に基づいて、速いシステムが入力信号の変化を予測し、サッカード毎に網膜座標表現を高速でアップデートする。この速いシステムとは別に、観察者の周囲の状況(外界の空間構造や物体の空間位置関係)について、視点不変的な環境座標表現を構築する遅いシステムの存在が指摘されている。本研究では、遅いシステムが、環境内の空間認識精度向上をもたらし、身体と環境とのスムースなインタラクションを可能にするという仮説を実験的に検証することを目的とした。
今年度はまず実験環境構築を行った。仮想現実空間の構築を行うと共に、実験に用いる視覚刺激の作成を進めた。視覚刺激としては、小さい円柱からなる要素（エレメント）を用意し、それによりさまざまな形状を作り出すようにした。基本的な形状である線分（輪郭線）の認識を検討するために、５個程度の要素から輪郭線を構成し、方位や位置がランダムな要素群（1000から1500個）の中に配置した。輪郭線を構成する要素のつながりは、仮想的な直線からの逸脱角度として定義した。この刺激を仮想現実空間内に加えて、２次元平面上においても提示した。
この視覚刺激を用い、仮想空間内と２次元画面内と双方において、輪郭線の探索実験を行った。その結果、逸脱量が増加するにつれて、輪郭線検出率の低下および反応時間の増加がみられた。ところが、逸脱量が90度になると、逆に検出率の向上および反応時間の低下が生じた。さらには、仮想現実空間内における探索の方が２次元平面上における探索よりも効率的に行われた。以上の結果は、環境座標の機能解明に向けた手がかりになると共に、環境座標系においてどのような情報が検出されているかを示唆していると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は、上記に記したように、研究計画の前半部分における実験環境の構築を行い、小さい要素から構成された輪郭線の検出における環境座標表現の効果を検討するための実験が可能となった。「研究実績の概要」に記した実験結果から、環境座標表現の機能に関する新たな知見が得られる可能性がみえてきたことから、この点に関しては研究計画は順調に進捗しているといえる。
一方で本研究計画では、「研究実績の概要」において記した実験計画に加えて、次のような実験を計画している。そこでは、空間内には先行刺激(複雑な形状の立体)が提示される。参加者は時折現れる光点へサッカードを行う。参加者の眼球運動はHMD付属の眼球運動計測器によりモニタリングする。サッカード後に提示される後続刺激は、先行刺激と形状がわずかに異なる。参加者はサッカード前後での同異判断を行い、その正答率から弁別閾を求める。先行刺激と後続刺激の空間位置が変わらない場合には 、環境座標表現に基づいて判断が行われたと想定される。環境座標表現が利用できない統制条件として、網膜座標条件、空間内で提示するマークにより注意を引き離す条件、そして空間内の環境光レベルを突然変化させる条件を用意する。これらの条件は研究代表者らによる先行研究と同型としている。実験条件と統制条件における弁別閾の差を、環境座標表現の構築によりもたらされる空間認識精度として評価する。
計画の後半部分をなすこの実験は、３次元空間内における形状認識に、環境座標表現の機能が因果的に関わっていることを証明するために必要である。しかし今年度は、統制条件の構築までには至らなかった。そこで来年度前半は、この統制条件の構築に取り組む。そして来年度後半は、全実験条件を整えた上で、予備実験に基づき問題点の洗い出しやパラメータ調整を遂行し、本実験に備える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究計画では視野安定性をもたらす機序としての遅いシステムに焦点を当てている。遅いシステムによる環境座標表現の構築が環境と身体とのスムーズなインタラクションを可能にするという仮説の元に、遅いシステムにより環境内の物体に関する空間認識の精度は向上するか という疑問を実験により明らかにすることを目的としている。 研究代表者らによる環境座標系に関するこれまでの研究では、実験参加者は着席し、その頭部は固定されていた。しかしながら、環境座標表現が身体と環境とのインタラクションに関与するのであれば、身体移動の検討が視野安定性の機序解明への鍵となる。
研究計画の前半を成す視覚探索実験から、仮想現実空間を利用した場合には、環境座標表現の利用に基づく探索効率性が向上する可能性が示唆された。これは新しい知見であると考え、来年度は、今年度に得られた単純な輪郭線の探索に関する知見に基づき、さらに複雑な空間構造の探索実験を行うことを予定している。物体の空間的構造は、２次元平面上では線遠近法により定義できる。生体の視覚系は線遠近法に基づく情報に感度が高く、ルネサンス期以来の絵画的技法はこうした線遠近法に依存している。そこで来年度は、前述のように研究計画後半の実験環境を整えると共に、複数の輪郭線により空間構造を線遠近法的に定義した場合に、環境座標表現の利用がその構造の検出を加速させるのか、といった点を実験的に検討していく。この実験から、当初の目的である環境座標の機能が、どのような空間構造情報に依存しているのかを解明できると期待できる。
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Research Products
(3 results)
