2016 Fiscal Year Annual Research Report
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26240029
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
池井 寧 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (00202870)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
広田 光一 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80273332)
北崎 充晃 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90292739)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 身体的追体験 / 身体運動感覚 / 歩行感覚 / 抹消刺激 / 皮膚刺激 / 上肢運動刺激 / 能動性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、他人が行った行動（身体運動）をあたかも自分が体験したものとして「追体験」するための基礎技術を構築する．通常のVR空間の体験と異なるのは，目標とする‘体験’が事前に（記録されて）存在することであり，価値の高い体験を他人から得ることが追体験の目標である．単に運動を再現するのではなく自分で行動しているという，疑似能動感を誘発する追体験を実現する新規五感提示手法を探求する．
課題1. 身体運動感覚生成の機序と適合刺激の解明……受動運動刺激として，身体を外的に運動させる刺激および抹消神経刺激を与え，能動的な運動と等価または能動運動相当に感じられる際の適合刺激の特性を実験的に明らかにした．実際運動として歩行運動と走行運動を取り上げ，座席と固有感覚の相互作用，電気刺激と固有感覚の相互作用，気流と固有感覚等の相互作用，固有感覚間の相互作用等について調査し，適合刺激を求めた．
課題２．身体運動感覚を生成する多感覚のディスプレイ構造の解明……能動性を表現する多感覚ディスプレイの構成手法として，複数のディスプレイ（下肢固有感覚，上肢固有感覚，皮膚感覚，視覚）を組み合わせた構造において，上肢の能動振り，2chタイミング入力の効果を検証した．上肢の振りによる歩行映像の停止再開，タイミング入力による前庭感覚ディスプレイ駆動指示，ともに能動性を高める効果が認められた．
課題３．身体運動記録システムと五感オーサリング構造の解明……身体運動記録システムとして，装着型の運動計測系と，光学式運動計測系を比較検討した．装着型は簡便な構成が可能であるが，積分型における誤差の蓄積が無視できないため，運動位相検出などに限定したほうが良い．光学式は計測カメラのレンジの制限とカメラの運動補正の必要性が検出の問題として挙げられた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
課題1. 身体運動感覚生成の機序と適合刺激の解明……着座姿勢の実験参加者に歩行時の運動感覚を与えるために，前庭感覚提示装置，固有感覚提示装置，皮膚感覚提示装置，視聴覚提示装置およびよる同時刺激を与える構成による効果を求めた．歩行感覚の提示において，個々の提示刺激が与える寄与について，９個の側面からの評価を行った．下肢への電気刺激は，固有感覚と同時に提示することによって，歩行感覚を上昇させることが可能であることが分かった．上肢の運動入力については，適合刺激が実際歩行と同程度となり，他の刺激との差が明確であることが分かった．変動する気流が上肢の運動に対応することで歩行感覚が高まることなどが見いだされた．
課題２．身体運動感覚を生成する多感覚のディスプレイ構造の解明……能動性を表現する多感覚ディスプレイの構成手法として，前庭感覚，固有感覚，皮膚感覚，視聴覚の各刺激を受動的に与えられる中で，能動的な運動が同時に入力される場合の特性について調べた．能動性が導入されることで提示運動の能動感覚は上昇するが，その特性について初期的な結果が得られた．
課題３．身体運動記録システムと五感オーサリング構造の解明……身体運動記録システムとして，装着型の運動計測系と，光学式運動計測系を比較検討した．装着型の運動計測には，加速度計を多数身体に搭載することで，その積分で身体部位の軌道を求める方法がある．本手法によると，運動の記録をウェアラブルで行うことが可能となり，追体験のための身体運動記録に有効だが市販の運動計測システムでは誤差が大きく運動軌道の長時間計測は困難であることが判明した．このため加速度計による情報はジェスチャとしてとらえることとした．そこで，光学式センサによりマーカを装着した対象者を追跡して計測する手法を検討した．
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| Strategy for Future Research Activity |
課題1. 身体運動感覚生成の機序と適合刺激の解明……引き続き，提示条件の拡張を行うことにより，より広い条件における運動感覚の生成特性と適合刺激について実験的評価を進める．これまでの計測結果と合わせて，運動感覚生成の機序に関する知見をより一般的に記述できるように検討する．
課題２．身体運動感覚を生成する多感覚のディスプレイ構造の解明……走行感覚の生成のために必要なより大きな運動について，表現可能なディスプレイの構成を明らかにする．上肢・体幹の運動についてより自由度の高い運動を入力できるような構成について構築を試みる．頭部搭載ディスプレイを用いた視覚提示を含む多感覚相互作用については，
課題３．身体運動記録システムと五感オーサリング構造の解明……身体の四肢・体幹・頭部の運動を，固定型および追跡型の計測装置で計測し，その特徴量を提示に用いるデータへ変換する手法について解明する．
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