Quantitative elucidation of sensory adaptation to repeated multimodal stimuli

• Project/Area Number: 19K24362
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 1002:Human informatics, applied informatics and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 蜂須賀 知理 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (50849221)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: マルチモーダル刺激 / 繰り返し提示 / 感受性変化 / ヒューマンインタフェース / 人間計測

Outline of Research at the Start

人間への情報提示には感覚刺激が用いられるが、その有効性を低減させる要因の一つである人間の感受性変化（慣れ・飽き）について、基本的特性を解明することを目的とする。本研究では「マルチモーダル刺激を繰り返し提示した場合に人間の感受性はどのように変化するか」という問いと「マルチモーダル刺激には刺激量増大に有効な組み合わせがあるか」という2つの学術的問いに対して、人間が単一刺激とマルチモーダル刺激に感じる強度の違い、またマルチモーダル刺激の組み合わせ（視覚と聴覚、聴覚と触覚など）による強度の違いに着目し、これらの感覚刺激を複数回繰り返して人間に提示した場合の感受性変化について基本的な知見を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

自動車ドライバの居眠り防止や注意喚起、居住空間の快適性向上などを目的として、光や音に代表される感覚刺激を人間に提示（提供）する方法が提案されている。申請者はこれまでの研究において、単独刺激を一度提示した場合の居眠り防止効果について明らかにしてきた。しかし、同一刺激を継続して提示した場合の人間の感受性変化（慣れ・飽き）に関する知見は明確化されていない。
そこで本研究では、注意喚起や居眠り防止を目的とした場合に刺激強度が大きいと考えられているマルチモーダル刺激について、その繰り返し提示による感受性変化の基本的知見を明らかにすることを目的とした。
具体的な取り組みとしては、（１）単一刺激に対する感覚的強度の順位づけを主観評価および生体信号計測によって実施し刺激量の違いを明確にする。（２）順位付けに基づいて作成した単一刺激、複合刺激を用い、感覚的強度および感受性変化（慣れ・飽き）発生時間を計測する。これらの取り組みを通して、刺激の繰り返し提示による感受性変化の基本的知見を明らかにすることを計画している。
2019年度は、実験環境の構築と単一刺激に対する感覚的強度の順位付け実験を実施した。実験環境としては生体信号計測環境を整え、脳波・心電・呼吸・筋電・発汗の同時計測を可能とした。また、画像からの表情計測システムの構築にも着手した。単一刺激に対する感覚的強度順位付けについては、実験参加者ごとの視覚刺激、聴覚刺激別の強度順位を取得した。本年度の取り組みにより、次年度実施予定のマルチモーダル刺激を用いた実験の準備ができたが、COVID-19感染拡大により対面実験が困難になったため、次年度の実験計画の見直しを行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度計画していた実験環境の構築を完了し、単一刺激に対する感覚的強度順位付けについても予備実験を完了することができた。しかし、COVID-19感染拡大に伴い、生体信号計測を含む対面実験の遂行が困難になったため、オンラインでの実験実施に向けた研究計画の見直しが必要になった。
オンラインでの人の客観的状態計測手法として、画像からの表用計測システムの構築に着手している。また、非接触での眼球運動計測の導入についても検討を開始した。オンライン実験に向けて追加の実施項目が生じたため、当初の予定よりもやや遅れている状況である。

Strategy for Future Research Activity

（１）単一刺激に対する感覚的強度の順位づけを主観評価および生体信号計測によって実施し刺激量の違いを明確にする。（２）順位付けに基づいて作成した単一刺激、複合刺激を用い、感覚的強度および感受性変化（慣れ・飽き）発生時間を計測する。これらの取り組みをオンラインで実施可能とするため、追加で発生した実験環境構築および2019年度に対面で実施した実験のオンライン実施を早期に行う。追加の実験環境構築としては、主に画像からの表情計測システムの構築を行う。
追加項目の実施完了後、速やかに2020年度に予定しているマルチモーダル刺激の繰り返し提示実験を実施し、感受性変化の基礎的知見を定量的に解明する。