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有人宇宙活動に向けた重力方向知覚に基づく宇宙酔いモデリングへの挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 21K18308
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分基金
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

和田 隆広  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (30322564)

研究分担者 池田 和司  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (10262552)
劉 海龍  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (00825739)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)
2023年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
2022年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2021年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード動揺病 / 宇宙酔い / 数理モデル / SVC仮説
研究開始時の研究の概要

乗物酔い(動揺病)では,その機序としては感覚矛盾説が広く受け入れられている.「矛盾」を具体的に扱った,主観的重力矛盾 (SVC)仮説では,感覚器で得た重力方向と,中枢神経系に構築されていると考えられる内部モデルで予測された重力方向の差を「矛盾」と考える.SVC仮説は重力方向の知覚を主に取り扱っていることから動揺病と宇宙酔いを統一的に記述できる可能性があるとの着想に至った.本研究では,代表者がこれまでに提案しているSVC仮説の計算モデルに,欠けていた視覚による垂直方向知覚を含むものに拡張することで,SVC仮説によって動揺病と宇宙酔いの記述に挑戦すると共に,その有効性を実験にて検証する.

研究成果の概要

宇宙酔いのモデリングを目指し,既存動揺病計算モデルを以下のとおり拡張することに成功した.1)視覚的垂直方向を取り扱えるようにした,2)動揺病に加え,運動知覚も陽に取り扱える構造にした,3)モデルの出力を嘔吐発症率から,動揺病症状進行度に変更した,4)動揺病感受性の個人差を扱える構造にした,5)重力変化に伴う運動知覚変化を考察できる構造にした.また理論解析により,上記モデルは重力変化への適応を表現可能なモデルであることを明らかにした.また主に5)を検証するために,パラボリックフライトを実施した.なお,これらと並行し,動揺病に対するより深い理解を目指したマルチオミクス解析に目処を付けた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

有人宇宙開発において宇宙飛行士の健康管理は極めて重要であり、無重力下で生じる「宇宙酔い」は作業性能を著しく低下させることが知られている。乗物酔いに類似するが、その発生機序には不明な点も多い。本研究は計算モデルを用いて宇宙酔いの理解を深め、将来的な予測や対策に貢献する可能性を有する。

報告書

(5件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 審査結果の所見   実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2025 2024 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 9件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Construction of a Computational Model of Individual Progression of Motion Sickness Symptoms Based on Subjective Vertical Conflict Theory2025

    • 著者名/発表者名
      Shota Inoue, Dang Van Trong, Hailong Liu, and Takahiro Wada,
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research

      巻: 243 号: 5 ページ: 108-108

    • DOI

      10.1007/s00221-025-07052-5

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the road to comfort: Evaluating the influence of motion predictability on motion sickness in automated vehicles2024

    • 著者名/発表者名
      Rowenna Wijlens and Boris J. V. Englebert and Atsushi Takamatsu and Mitsuhiro Makita and Hikaru Sato and Takahiro Wada and Joost C. F. de Winter and Marinus M. van Paassen and Max Mulder
    • 雑誌名

      Ergonomics

      巻: 68 号: 5 ページ: 697-715

    • DOI

      10.1080/00140139.2024.2372704

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of passenger body movements in a visual task during and after vehicle rotation on post-rotatory illusion and motion sickness2024

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Wada, Eito Sato, Yasuaki Orita, Shogo Kida, Hidenori Horita, Takeshi Rakumatsu
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research

      巻: 242 号: 6 ページ: 1455-1467

    • DOI

      10.1007/s00221-024-06837-4

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subjective Vertical Conflict Model With Visual Vertical: Predicting Motion Sickness on Autonomous Personal Mobility Vehicles2024

    • 著者名/発表者名
      Hailong Liu, Shota Inoue, Takahiro Wada
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems

      巻: 25 号: 8 ページ: 9878-9894

    • DOI

      10.1109/tits.2024.3357170

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reducing Motion Sickness When Reading With Head-Mounted Displays By Using See-Through Background Images2022

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Suwa, Yuki Sato, Takahiro Wada
    • 雑誌名

      Frontiers in Virtual Reality

      巻: vol.3

    • DOI

      10.3389/frvir.2022.910434

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Earth-Fixed Books Reduce Motion Sickness When Reading With a Head-Mounted Display2022

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Sato, Yuki Sato, Atsushi Takamatsu, Mitsuhiro Makita, Takahiro Wada
    • 雑誌名

      Frontiers in Virtual Reality

      巻: vol.3

    • DOI

      10.3389/frvir.2022.909005

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reducing Motion Sickness by Manipulating an Autonomous Vehicle's Accelerations2022

    • 著者名/発表者名
      Rowenna Wijlens, Marinus M. van Paassen, Max Mulder, Atsushi Takamatsu, Mitsuhiro Makita, Takahiro Wada
    • 雑誌名

      IFAC-PapersOnLine

      巻: vol.55 号: 29 ページ: 132-137

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2022.10.244

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] A Digital Human Model for Symptom Progression of Vestibular Motion Sickness based on Subjective Vertical Conflict Theory2024

    • 著者名/発表者名
      Shota Inoue and Hailong Liu and Takahiro Wada
    • 学会等名
      AHFE (2024) International Conference
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time generation of visual stimuli to minimize motion sickness using the SVC model2024

    • 著者名/発表者名
      Yasmine Allal and Van Trong Dang and Takahiro Wada
    • 学会等名
      The 3rd Workshop on Motion Comfort in Automated Driving
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 運転行動の予告情報提示による自動運転パーソナルモビリティビークル乗客の動揺病低減手法の提案2024

    • 著者名/発表者名
      井出 優哉 ,劉 海龍,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 2024 (SSI2024)
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 動揺病と反射眼球運動の関係2024

    • 著者名/発表者名
      山本 愛奈,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 2024 (SSI2024)
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 計算モデルを用いた動揺病を低減する視覚情報の生成法2024

    • 著者名/発表者名
      田村 優次郎, 和田 隆広, 劉 海龍
    • 学会等名
      自動車技術会2024年春季大会 学術講演会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] "Computational Models of Motion Sickness based on Subjective Vertical Conflict Theory and Their Possibilities2024

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Wada
    • 学会等名
      Motion Comfort Talks
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Motion Comfort Research based on Digital Human Models of Self-Motion Perception Toward Future Vehicle Design2024

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Wada
    • 学会等名
      International Intelligent Mobility Design Conference 2024
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 運動知覚Digital Human Modelに基づく乗物酔い・車両運動評価・設計の可能性2024

    • 著者名/発表者名
      和田隆広
    • 学会等名
      Vehicle Dynamics再考 -ヒトの感性を踏まえた車両運動性能設計の新たな視点-,自動車技術会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Motion Comfort in Vehicles based on Computational Understanding of Human Motion Perception and Sickness2024

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Wada
    • 学会等名
      IEEE IV2024 JOINT WORKSHOP
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Motion Sickness Modeling with Visual Vertical Estimation and Its Application to Autonomous Personal Mobility Vehicles2022

    • 著者名/発表者名
      Hailong Liu, Shota Inoue, Takahiro Wada
    • 学会等名
      2022 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mathematical Models in Social Interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Ikeda
    • 学会等名
      KNU special seminar
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modeling Motion Sickness toward Comfortable Automated Vehicles -Motion Sickness to Motion Happiness-2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Wada
    • 学会等名
      IEEE IV 2022 Workshop on Are You Happy with AV? User Experience (UX) in AV-Human Interaction
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Motion Sickness Modeling with Visual Vertical Estimation and Its Application to Autonomous Personal Mobility Vehicles2022

    • 著者名/発表者名
      Hailong Liu, Shota Inoue, Takahiro Wada
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Intelligent Vehicles
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling Motion Sickness and Its Application to Automated Driving2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Wada
    • 学会等名
      The 2nd Workshop on Motion Comfort in Automated Driving
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 動揺病発症率を低減する車両乗員の姿勢・運動の生成2021

    • 著者名/発表者名
      井上翔太,和田隆広
    • 学会等名
      第22回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2026-01-16  

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