| 研究課題/領域番号 |
22H00526
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分61:人間情報学およびその関連分野
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
原 正之 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00596497)
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| 研究分担者 |
菅田 陽怜 大分大学, 福祉健康科学部, 准教授 (30721500)
大鶴 直史 新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (50586542)
栗田 雄一 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (80403591)
金山 範明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (90719543)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
42,510千円 (直接経費: 32,700千円、間接経費: 9,810千円)
2024年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2023年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2022年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
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| キーワード | 内受容感覚 / 身体認知 / ロボティクス / ハプティクス / バーチャルリアリティ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では，ロボティクス・ハプティクス・XR（VR：仮想現実，AR：拡張現実，MR：複合現実の総称）技術に立脚して，ヒトの身体感覚・身体認知操作への内受容感覚の寄与を定量的に明らかにし，身体感覚の外部オブジェクトへの転移（“脱身体”）から肉体への回帰（“着身体”）までを自然に実行できる基盤技術の創成を目指す．また，本研究課題で提案・開発する身体感覚の自然な“脱着”技術により，実験心理学や認知神経科学，基礎理学療法学分野などにおける身体認知研究にブレークスルーをもたらすとともに，様々な分野（特に医療や健康福祉分野）で活用できる新たなアプリケーションの創出も試みる．
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| 研究実績の概要 |
近年，メタバースなどでの応用が期待される外部オブジェクトの身体化や身体／人間拡張を促す技術について，本研究課題ではロボティクス・ハプティクス・XR技術を融合した新たな実験システムによりヒトの内受容感覚の身体感覚操作への寄与を科学的に明らかにするとともに，身体感覚の外部オブジェクトへの転移から身体への回帰（本研究課題では，それぞれ“脱身体”と“着身体”と呼ぶ）までを自然に行える基盤技術の創成を目指す．2022年度の研究では，まずはヒトの内受容感覚を人工／仮想身体上で可視化・操作するシステムの開発を行った．
具体的には，生体信号計測システムで取得した脈波や呼吸，体温などの生体情報をワイヤレスでVRコンピュータに送信し，仮想環境に提示した仮想アバタ上でその生体情報を様々に操作・提示するシステムを試作した．試作システムでは，モーションキャプチャシステムなどにより身体化させた仮想アバタを一人称視点で操作できるようになっており，また仮想環境上に導入した鏡により二人称視点で仮想アバタの状態を確認することもできる．この実験システムの有効性を示すために，仮想アバタの上肢に肌色変化として提示した心拍情報を仮想的に増加／減少させる予備実験を研究参加者（健常者）を募って実施した．実験の結果，仮想的な心拍変化によって心拍に関わる主観的な体験・感覚に変化を引き起こせる可能性を示唆することができた．
また内受容感覚の可視化・操作技術の開発に加えて，その基盤となるヒトの身体認知を“賢く騙す”研究の推進も行った．2022年度は，身体錯覚を実験的に引き起こすためのウェアラブル触覚提示装置の開発やロボティクス・ハプティクス技術を用いた自他認識操作による幻覚体験の実験的誘起方法に関する研究成果で国際共著論文を公表している．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究課題では，「課題1：内受容感覚の可視化とその身体および人工／仮想身体上での表現・操作」，「課題2：視覚×触力覚刺激を用いた内受容感覚操作の“脱／着身体”に及ぼす影響の解明」，「課題3：“脱身体”から“着身体”までを考慮した身体感覚操作システムの開発」，「課題4：身体感覚“脱着”技術を用いた新規アプリケーションの開発」の4つの研究を推進する．
2022年度は，研究計画書に記載したスケジュールに沿って課題1に関する研究を主として推進し，ヒトの生体情報（脈拍や呼吸など）をワイヤレスで仮想環境上に持ち込むことに成功した．また生体信号計測システムで取得した生体情報を様々に操作して身体化した仮想アバタ上に提示することを可能にし，ヒトを対象とした心理学行動実験により試作システムの有効性・可能性について確認することができた．これにより，2023年度以降に実施する他の研究課題を円滑に進めるための基礎を構築することができた．またヒトの身体認知を実験的に操作する研究の推進により，初年度からNature Protocolsなどのインパクトの高い国際学術雑誌で国際共著論文を公表することができた．
以上のことから，全体として研究計画に従っておおむね順調に進展しているものと考える．
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度以降も，研究計画に従って引き続き課題1を推進しつつ，課題2について焦点を当てていく．当面は2022年度に試作した内受容感覚の可視化・操作システムを用いて，ヒトを対象とした心理学行動実験を実施していく．2022年度に実施した予備実験では，仮想的に増加／減少させた心拍を身体化した仮想アバタの上肢に肌色変化として提示することで心拍に対する体験・感覚が変化し得ることを示唆したが，2023年度以降の研究では実験条件や実験方法を様々に変化させてさらなる検証を行う．具体的には，操作する感覚モダリティ（例えば，呼吸や体温など）や内受容感覚のフィードバック方法（例えば，数値を用いた提示や操作対象とする内受容感覚に対応する臓器のサイズ変化を用いた提示など）などを変更して，主観的な体験・感覚のみならず生体信号や身体状態への影響などについても検証する．実験中に運動計測や脳波計測なども試み，身体錯覚の起こり具合と覚め具合の両方（すなわち脱着身体度）について調査し，視覚×触覚力刺激による内受容感覚の操作が“脱／着身体”に及ぼす影響を明らかにすることを目指す．また得られた知見を基礎として，課題3や課題4についても議論することを計画する．
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