非接触な生体信号計測を用いた情動の経時的変化の推定

• 研究課題/領域番号: 22K17990
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分61060:感性情報学関連
• 研究機関: 鳥羽商船高等専門学校
• 研究代表者: 中古賀 理 鳥羽商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (40909173)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 感情 / 眼球運動計測 / 瞳孔 / サーモグラフィ

研究開始時の研究の概要

本研究では、複数の生体信号を用いて、ヒトの情動を推定することを目的とする。具体的には、非接触計測が可能な眼球運動計測と、サーモグラフィカメラを用いた顔面皮膚温計測の同時計測を行い、高精度な情動推定の実現を目指す。最終的にはこれらの非接触生体信号計測を用いて、情動の経時的変化のリアルタイム推定を行い、マーケティングにおける購買意欲調査や、うつ病等の精神疾患の検査など、幅広い分野での応用を見据えた研究を実施する。

研究実績の概要

近年、脳波（EEG）や機能的近赤外分光分析法（fNIRS）などの生理的応答からヒトの情動状態を推定する試みがされている。しかし、情動推定手法の多くは、情動喚起刺激を呈示し、その直前と直後の反応の差異から推定を行っているため、情動喚起のタイミングが不明瞭である日常生活において応用が困難であるという問題点があった。そこで、刺激呈示のタイミングに関係なく、任意のタイミングでの反応抽出を行うプローブ刺激法に着目し、情動喚起後の任意のタイミングにおいて、ビープ音のような音声をプローブ刺激として呈示し、その際の生体信号を計測することで情動推定を行う。本研究では、眼球運動計測に加えて、サーモグラフィ計測を行うことで、複数の非接触生信号計測を用いたさらなる情動推定精度の向上と、リアルタイムでの経時的な情動変化の推定を目指す。
本年度は、眼球運動計測装置を用いて感情刺激呈示中の瞳孔反応を計測する実験を行った。本研究では、参加者が誘導された状態不安の程度により、感情的な音に対する瞳孔反応がどのように変化するかを調査した。実験では、画像刺激により参加者を不安な状態、または平常状態に誘導した。誘導中は、オドボールパラダイムを用いて、高頻度なBeep音及び低頻度なNeutralあるいはNegativeな逸脱音に対する瞳孔反応を計測した。誘導後は状態不安をSTAIで測定した。その結果、Negative音呈示時はNeutral音と比較してより大きく散瞳した。加えて、平常状態誘導時のNeutral音呈示時は、他の条件と比較して散瞳量が小さかった。平常状態誘導時はNegative音にのみ大きく散瞳したが、不安誘導時はNeutral及びNegative音の両方に対して大きく散瞳した。これは、高状態不安時において副交感神経優位による縮瞳が抑制されたことを示唆する。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

申請書の研究計画にそって、引き続き、瞳孔反応・顔面皮膚温計測を用いてプローブ刺激法による感情推定手法を確立するための実験を行う。本研究で得られた知見を投稿論にまとめる。

今後の研究の推進方策

瞳孔反応に関する実験は行ったものの、サーモグラフィカメラを用いた顔面皮膚温の計測実験は行っておらず、進捗はやや遅れている。