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反射眼球運動の数理モデリングと操作主体感の推定手法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H01414
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
研究機関立命館大学

研究代表者

和田 隆広  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (30322564)

研究分担者 朝尾 隆文  関西大学, システム理工学部, 助教 (10454597)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード前庭動眼反射 / 操作主体感 / 計算モデル / 前提動眼反射 / 自己運動感覚 / 動揺病 / 数理モデル
研究成果の概要

研究代表者らが過去に提案している,前庭感覚系による運動知覚機構に基づいた動揺病(酔い)のcybernetic modelに,同じ前庭感覚系(耳石器,半規管等)で表現可能な前庭動眼反射(Vestibulo-Ocular Reflex,以下VOR)(頭部運動によって生じる反射的眼球運動)を算出できるように発展させることに成功した.また,運動・操作に対して自らが主体的に行っている感覚を表す,操作主体感(SoA)が変化した場合に,提案モデルの特定のパラメータが変化することを明らかにした.また当該モデルに,運動予測の効果を表現する機能を追加することに成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

高度自動化システムの使用時には,操作者が操作・運動に対して積極的に関与しているかを知ることが望まれているが,この積極的関与の度合を直接確認する手段が無いという問題があった.本研究で開発された反射眼球運動モデルを用いることで,頭部運動と眼球運動の計測から操作主体感をモデルパラメータとして抽出することの可能性が開かれたことは,学術的に意義高い.またこの成果を発展せることで,操作主体感の推定技術,さらには操作への関与度の推定に繋がると期待されることが社会的意義の高い点である.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 10件、 招待講演 4件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Computational Model of Motion Sickness Describing the Effects of Learning Exogenous Motion Dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Wada
    • 雑誌名

      Frontiers in Systems Neuroscience

      巻: 15 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fnsys.2021.634604

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Model analysis of influence of mental workload on vestibulo-ocular reflex2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kono, Yuki .Sato, Takahiro Wada
    • 雑誌名

      IFAC-PapersOnLine

      巻: 52(19) 号: 19 ページ: 329-334

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2019.12.076

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of driver's head tilt using a mathematical model of motion sickness2018

    • 著者名/発表者名
      Wada Takahiro、Fujisawa Satoru、Doi Shunichi
    • 雑誌名

      International Journal of Industrial Ergonomics

      巻: 63 ページ: 89-97

    • DOI

      10.1016/j.ergon.2016.11.003

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Evaluation of operational feeling of rotating seat by the vestibulo-ocular reflex2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sato, Takahiro Wada, Yuuki Kashiwagi, Yuuto Takebayashi
    • 学会等名
      SfN Global Connectome: A Virtual Event
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mathematical Model of Motion Sickness: Capturing the Effect of the Prediction of Exogenous Motion2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Wada
    • 学会等名
      SfN Global Connectome: A Virtual Event
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analyzing the Influence of Mental Workload on Vestibulo-Ocular Reflex While Driving Using a Computational Model2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kono, Yuki Sato, Takahiro Wada, Daichi Tsunemichi, Naoyuki Fujiyama and Yoshiki Ono
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between Motion Sickness And Accuracy of Vestibulo-ocular Reflex2020

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Sato, Yuki Sato, and Takahiro Wada
    • 学会等名
      Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of sense of agency for rotating seat operation by vestibulo-ocular reflex2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sato, Takahiro Wada, Yuuto Takebayashi, and Yuuki Kashiwagi
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 建機遠隔操作システムにおける座席回転が動揺 病と操作性に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      松本紘明,佐藤勇起,和田隆広
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 精神負荷が反 射眼球運動と環境変化に対する反応時間に及ぼす影響の調査2020

    • 著者名/発表者名
      河野拓也,佐藤勇起,和田隆広,常道大智,丸谷宜史,小野良樹
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Model analysis of influence of mental workload on vestibulo-ocular reflex2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kono, Yuki .Sato, Takahiro Wada
    • 学会等名
      The 14th IFAC/IFIP/IFORS/IEA Symposium on Analysis, Design, and Evaluation of Human-Machine Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysing Effect of Vehicle Lean Using Cybernetic Model of Motion Sickness2019

    • 著者名/発表者名
      Toshihito Sugiura, Takahiro Wada, Tatsuya.Nagata, Koji Sakai, Yuki Sato
    • 学会等名
      The 14th IFAC/IFIP/IFORS/IEA Symposium on Analysis, Design, and Evaluation of Human-Machine Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accuracy of Reflex Eye Movement and Motion Sickness2019

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Sato, Takahiro Wada, Yuki Sato
    • 学会等名
      Congress on Motion Sickness
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 運転中の精神負荷が前庭動眼反射に及ぼす影響のモデルパラメータによる解析2019

    • 著者名/発表者名
      河野拓也,佐藤勇起,和田隆広
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 動揺病の重症度と前庭動眼反射の精度の関係2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤洸,佐藤勇起,和田隆広
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 人間の運動知覚と動揺病(乗物酔い)の計算モデルと車両乗員への応用2019

    • 著者名/発表者名
      和田隆広
    • 学会等名
      とことんわかる自動車のモデリングと制御2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 操縦型機械の快適性・快適性向上に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      和田隆広
    • 学会等名
      立命館大学認知科学研究センター認知科学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cybernetic Model of Human Motion Perception toward Human Machine Matching2019

    • 著者名/発表者名
      和田隆広
    • 学会等名
      NAISTコロキウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 操縦型機械の快適性向上に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      和田隆広
    • 学会等名
      夢源力セミナー,広島大学コベルコ講座
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Modulation of Vestibulo-Ocular Reflex by Volition of Machine Operation2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Uefune, Takahiro Wada, Takafumi Asao
    • 学会等名
      Proceedings of IEEE International Conference on System, Man, and Cybernetics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mental Workloadが前庭動眼反射に及ぼす影響のモデルパラメータによる解析2018

    • 著者名/発表者名
      河野拓也,佐藤勇起,和田隆広
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 動揺病数理モデルによる車両リーンの動揺病低減効果評価2018

    • 著者名/発表者名
      杉浦敏仁,和田隆広,佐藤勇起,長田 達矢,坂井 浩二
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Control over Machine Operations Influences the Vestibulo-Ocular Reflex2018

    • 著者名/発表者名
      Ryota Kuwahara, Takafumi Asao, Takahiro Wada, Kentaro Kotani, and Satoshi Suzuki
    • 学会等名
      Spring Conference of the Ergonomics Society of Korea and 20th Korea-Japan Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] ヒューマンロボティクス研究室-Human Robotics Lab.

    • URL

      http://hr.ci.ritsumei.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 評価装置、制御装置、操作主体感向上システム、評価方法、及びコンピュータプログラム2018

    • 発明者名
      和田隆広,朝尾隆文
    • 権利者名
      学校法人立命館,学校法人関西大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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