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透過型ヘッドマウントディスプレイによる視覚情報提示が素早く正確な運動に与える影響

研究課題

研究課題/領域番号 23K10606
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

國部 雅大  筑波大学, 体育系, 助教 (70707934)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードヘッドマウントディスプレイ / 視覚 / 注視 / 運動学習 / スポーツ / 反応時間
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、透過型ヘッドマウントディスプレイ(HMD)を用いて実際の視野空間内に視覚情報を重ねて提示することが、素早く正確な運動の制御および運動技能の学習に与える影響について実験的に検討することである。運動課題として、視覚刺激に対する素早い反応課題や、標的へ向けての正確な投てき課題、各種スポーツ技能の学習課題を設定し、HMDにより仮想提示される視覚情報を見ることが、実空間内での運動の遂行や学習に与える影響を総合的に考察する。

研究実績の概要

本研究課題では、透過型ヘッドマウントディスプレイ(HMD)を用いて実際の視野空間内に視覚情報を重ねて提示することが、素早く正確な運動の制御および運動技能の学習に与える影響について検討することを目的とした。
まず初年度は、遠方に仮想提示された視標への注視が素早い反応に与える影響に関する検討に着手した。実空間上にて眼前に設置された視覚刺激(LED)の点灯に対して、できるだけ早く正確にボタン押しにより反応する課題を設定した。その際、実験参加者は透過型HMDを装着し、LEDより遠方の距離に仮想提示される注視点を注視する条件と、対照条件として眼前に設置されたLEDを注視する条件の2条件で反応課題を行った。初年度は機器の設定と予備実験を実施した。本研究を通して、遠方の距離に仮想的に提示された視標を注視して反応準備をすることで、素早い運動開始が可能になるかについて検証していく。
また、野球選手20名とバレーボールの審判8名を対象に、複数人がプレーする場面の映像をHMDにより提示し、短時間で正確な判断が求められる状況での視覚探索および状況判断を検討した。その結果、正確な判断においては、ボールのみを追従して見るのではなく、複数の箇所を能動的に注視する方略が重要となる可能性が示された。
研究成果発表に関しては、スポーツ選手を対象に試技中の視線行動を分析した結果、優れた選手は視野空間内における視線位置のぶれが少なく安定しているという特徴についてまとめた研究論文が採択および出版された。
本研究の意義としては、素早く適切な運動や判断を行う際の「目のつけどころ」を可視化およびフィードバックすることにより、スポーツの学習場面への応用を目指すことにある。

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

研究初年度は、実験研究において必要となる測定環境の構築を行い、おおむね当初の計画通りに実験を実施することができた。当初の計画に加えて、初年度からスポーツ場面の映像をHMDに提示して検討を行えた点において大きな進展がみられた。
一方で、視覚刺激LEDを用いた反応時間に関する実験では、LED提示機器の不調によりやや実験開始時期が遅くなった。今後機器の修理が完了次第データ取得を進めていく必要がある。
研究成果の報告については、スポーツ選手の視線行動を分析した結果をまとめた筆頭著者としての研究論文が採択された。

今後の研究の推進方策

研究2年度目は、初年度に設定した実験のデータを引き続き取得および分析することで、遠方に仮想提示された視標への注視が素早い反応に与える影響について検証していく。
また、運動課題として、ターゲットへ向けての正確な到達課題や投てき課題、各種スポーツ技能に関連する課題を設定する。これにより、ターゲットへ向けての正確な運動を遂行する課題において、遠方に仮想提示された視標への注視が頭部や身体各部の運動およびパフォーマンスの安定性に与える影響を検討する。
研究成果の報告については、注視と運動に関する研究データをまとめて継続的に論文として発表することを目指す。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] プッシュスケルトンのスタート局面の視線行動にみられる特徴2024

    • 著者名/発表者名
      國部 雅大、清野 隼、進藤 亮祐
    • 雑誌名

      氷上スポーツ研究

      巻: 5 ページ: 11-16

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 複数人がプレーするスポーツ場面における視覚探索および状況判断2024

    • 著者名/発表者名
      國部 雅大
    • 学会等名
      ARIHHP Human High Performance Forum 2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] A study using head-mounted display to investigate decision-making and visual search strategies in baseball players2024

    • 著者名/発表者名
      Syunpei Kikumasa and Masahiro Kokubu
    • 学会等名
      ARIHHP Human High Performance Forum 2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of batting practice with pitch location feedback and peripheral vision on hitting variability in baseball2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kokubu, Ryoichi Terahara, and Yudai Kawahara
    • 学会等名
      The XXIX Congress of the International Society of Biomechanics 2023 and the XXIX Congress of the Japanese Society of Biomechanics 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between bicycle control and gaze behavior during a narrow-path ride2023

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kojima, Shunnosuke Anan, Katsuki Cho, and Masahiro Kokubu
    • 学会等名
      The XXIX Congress of the International Society of Biomechanics 2023 and the XXIX Congress of the Japanese Society of Biomechanics 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 直線狭路における自転車走行中の頭部動作と眼球運動の相互相関2023

    • 著者名/発表者名
      小嶋 岳、長 雄希、國部 雅大
    • 学会等名
      日本体育・スポーツ・健康学会第73回大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 球技選手と陸上競技選手の両眼眼球運動にみられる特徴2023

    • 著者名/発表者名
      國部 雅大、小松 佳弘
    • 学会等名
      日本スポーツ心理学会第50回大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 遠投運動における注意の焦点づけと視線行動2023

    • 著者名/発表者名
      大木 雄太、國部 雅大
    • 学会等名
      日本スポーツ心理学会第50回大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 自転車による直線狭路走行に寄与する視線行動および身体動作―多変量解析を用いた検討―2023

    • 著者名/発表者名
      小嶋 岳、長 雄希、國部 雅大
    • 学会等名
      日本スポーツ心理学会第50回大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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