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ハンズフリーインタラクションを実現する高速かつ低負荷な視線インタフェース

研究課題

研究課題/領域番号 23K21684
補助金の研究課題番号 21H03472 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分61020:ヒューマンインタフェースおよびインタラクション関連
研究機関北海道大学

研究代表者

坂本 大介  北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (00556706)

研究分担者 志築 文太郎  筑波大学, システム情報系, 教授 (20323280)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2024年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード視線インタフェース / ハンズフリーインタラクション / ユーザビリティ / 作業負荷 / ユーザインタフェース
研究開始時の研究の概要

視線インタフェースは手を使わないハンズフリーなインタラクションを実現する基盤技術であり、人や機械との接触を伴わないことから特に感染症対策に有効なインタフェースである。しかし、現状の視線インタフェースは他のインタフェースと比較して低速で利用負荷が高いという問題がある。本研究課題においては、バーチャルリアリティ(VR)環境での3次元的な視線インタフェースでの眼球運動の特徴にもとづいたターゲット選択技術の検討と、汎用的なグラフィカルユーザインタフェース(GUI)環境における2次元的な視線インタフェースでのターゲット選択予測技術について検討を行い、利用時の性能評価を通して提案手法の有効性を検討する。

研究実績の概要

視線インタフェースは手を使わないハンズフリーなインタラクションを実現する基盤技術であり、人や機械との接触を伴わないことから特に感染症対策に有効なインタフェースである。しかし、現状の視線インタフェースは他のインタフェースと比較して低速で利用負荷が高いという問題がある。本研究の目的は、現状の視線インタフェースの問題を改善するべく、高速かつ低負荷な視線インタフェースを実現する手法を探ることである。

この目的に対して、令和5年度においては下記の研究開発項目を実施した。1)極端な視線角度領域を活用することによって、バーチャルリアリティ空間における視線滞留時間を用いた高速なオブジェクト選択手法の検討を進めた。人の眼球の左右方向の移動量の最大値は45度程度であることが知られているが、一方で人は通常25度までの領域でしか眼球を動かしていないことが知られている。これまでに、この25度から45度までの領域にターゲットを配置することで、正確かつ高速なインタフェースを実現してきているが、これをより複雑な状況(具体的には、選択対象が密に接している状況)におけるターゲット詮索手法を模索した。2)低負荷な視線インタフェースを実現するために、機械学習によるユーザの視線動作の意図推定技術による視線インタフェースの高度化に取り組んだ。本手法では視線の滞留を検知し、その段階でユーザの意図のスクリーニングを実施する。その後、予測モデルを用いて選択意図を予測した。この結果、提案手法は従来手法よりも質的にも量的にも高い性能を示したことを確認した。

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

令和5年度の研究実施計画に予定していた研究項目をほぼ予定通りに実施することができた。

今後の研究の推進方策

当初の研究目標に対して順調に進捗していることから、当初に予定していた研究項目を継続するとともに、次年度が最終年度のため、未出版の研究について論文としてまとめあげ、多くの成果を残せるようにする。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Kuiper Belt:VRにおける自然ではない視線角度を用いた視線入力手法の提案2023

    • 著者名/発表者名
      崔 明根、坂本 大介、小野 哲雄
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 64 号: 2 ページ: 400-416

    • DOI

      10.20729/00224252

    • ISSN
      1882-7764
    • 年月日
      2023-02-15
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring Dwell-time from Human Cognitive Processes for Dwell Selection2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Isomoto, Shota Yamanaka, and Buntarou Shizuki.
    • 雑誌名

      Proceedings of the ACM on Human-Computer Interaction

      巻: 7 ページ: 1-15

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dwell Selection with ML-based Intent Prediction Using Only Gaze Data2022

    • 著者名/発表者名
      Isomoto Toshiya、Yamanaka Shota、Shizuki Buntarou
    • 雑誌名

      Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies

      巻: 6 号: 3 ページ: 1-21

    • DOI

      10.1145/3550301

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Reanalyzing Effective Eye-related Information for Developing User’s Intent Detection Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Isomoto, Shota Yamanaka, and Buntarou Shizuki.
    • 学会等名
      Proceedings of the 2023 Symposium on Eye Tracking Research and Applications (ETRA '23)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Depth Gaze Cursor:特定の深度に固定された視線カーソルへの注視入力手法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      崔 明根, 坂本 大介, 小野 哲雄
    • 学会等名
      情報処理学会 研究報告ヒューマンコンピュータインタラクション(HCI)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Asteroid Gazer: VRにおける遮蔽されたオブジェクトの視線選択手法の提案2023

    • 著者名/発表者名
      崔 明根, 坂本 大介, 小野 哲雄
    • 学会等名
      情報処理学会 研究報告ヒューマンコンピュータインタラクション(HCI)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Kuiper Belt: Utilizing the “Out-of-natural Angle” Region in the Eye-gaze Interaction for Virtual Reality2022

    • 著者名/発表者名
      Myungguen Choi, Daisuke Sakamoto, and Tetsuo Ono.
    • 学会等名
      CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '22)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interaction Design of Dwell Selection Toward Gaze-based AR/VR Interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Isomoto, Shota Yamanaka, Buntarou Shizuki.
    • 学会等名
      2022 ACM Symposium on Eye Tracking Research & Applications (ETRA 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kuiper Belt: バーチャルリアリティにおける極端な視線角度を用いた視線入力手法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      崔 明根, 坂本 大介, 小野 哲雄.
    • 学会等名
      情報処理学会シンポジウム「インタラクション2022」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between Dwell-Time and Model Human Processor for Dwell-based Image Selection2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Isomoto, Shota Yamanaka, Buntarou Shizuki
    • 学会等名
      ACM Symposium on Applied Perception 2021 (SAP 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 北海道大学ヒューマンコンピュータインタラクション研究室

    • URL

      https://hci-lab.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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