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生体と行動の計測に基づくVR体験の主観評価安定化

研究課題

研究課題/領域番号 23K21685
補助金の研究課題番号 21H03476 (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
研究機関筑波大学

研究代表者

亀田 能成  筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (70283637)

研究分担者 宍戸 英彦  創価大学, 理工学部, 准教授 (50782067)
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
12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードVR体験 / 生体情報計測 / ユーザエクスペリエンス / スポーツ工学 / 主観評価 / 交通状況アセスメント / 脳波計測
研究開始時の研究の概要

ヒトがVR体験を評価するとき,それはユーザエクぺリエンスであることから,評価は必然的に主観に基づく.本研究では,被験者のVR体験にバイアスがあっても安定した主観評価を得られる手法を提案することを目指す.被験者のVR体験のバイアスの大きな要因として,VR中での発生事象に対する体験レベルの差が挙げられる.EEGやfMRIなどを含む生体観測と頭部や視線などの行動計測により,VR中での発生事象に対する体験レベルの差を正確に数量化する.それに基づき,体験レベルの差に応じて主観評価に信頼度を付与する方法を確立することに挑戦する.本研究によって,工学的に主観評価を安定化する手法を確立する.

研究実績の概要

本研究計画「生体と行動の計測に基づくVR体験の主観評価安定化」において,3年目の2023年度は,[A][B1][B2][B3]を継続するとともに,[C]についても研究に着手した.(各項目の具体名については下記参照)
[A]VR中での発生事象(視聴覚刺激)の設計,及び研究フィールドの選定:2023年度は,安心感と,驚きの体験を評価対象とする研究をそれぞれ進めた.具体的な事例として,歩道上の歩行者の周りの状況に対するアセスメントの事例研究を取り上げた.また,スポーツシーンについては,バスケットボールでのプレイにおける視覚探索とディフェンス行動の関係を研究テーマとして取り上げた.
[B1]脳波や虹彩等を対象にした生体観測,[B2]頭部や視線に基づく行動計測:上記の「安心感」「驚き」の評価を行っていく上で,脳波解析を進めた.交通状況・スポーツの事例研究では,評価者がその体験時見ているものを視線探索によって確認した.[B1]については,fMRIを用いて,立体視による視覚刺激時の脳の反応部位の特定を進めた.当初計画になかったことであるが,この研究展開については,産業技術総合研究所と研究交流を深めることで実施している.[B2]については視線行動計測技術を応用した視線反応型のARナビゲーション手法の効果検証を行った.
[B3](B1とB2に基づく)体験レベルの数量化:評価対象を脳波解析において,前頭葉部でのベータ周波数帯のパワー,視覚刺激,および主観評価値,の間の相関傾向を調査した.
[C]体験レベルに基づく主観評価の信頼度モデル化:[B3]の調査結果に基づいて,主観評価のモデル化について取り組んできた.体験者ごとの個人差に関わらず,モデルを体験者全体に一般化するための方法について検討を進めた.

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

評価対象とする因子を「安心感」と「驚き」のそれぞれにした場合の評価実験とその学会発表を進めることができた.当初計画になかった応用である歩行者ナビゲーションについては,視線反応型の新しいユーザインタフェースを提案することも出来た.一方で,主観評価の信頼度モデル化においては,体験者の反応の個人差に対応する部分で挑戦が続いている.

今後の研究の推進方策

研究では,被験者のVR体験にバイアスがあっても安定した主観評価を得られる手法を追求する.そのために,下記の各項目に分けて最終年度の研究を進める.
[A]VR中での発生事象(視聴覚刺激)の設計,及び研究フィールドの選定:事例ごとのVRインタフェースとそこでの体験の違いを考慮しつつ,一般化による知見の発見に注力する.サッカー,バスケットボール,交通,その他,芸術を理解しようとする状況などを取り上げる.[B1]脳波等を対象にした生体観測:EEGおよびfMRIによる生体反応の数値化の安定に取り組む.[B2]頭部や視線に基づく行動計測:VR空間内での頭部運動と眼球運動計測を統合した行動計測のモデル化を実施する.頭部以外の部位の運動についても統合可能かどうかを検討する.[B3]体験レベルの数量化:主に視覚探索運動について,専門家との議論を踏まえて,体験者のパフォーマンス評価に有効と思われる数量化方法の確立を目指す.[C]体験レベルに基づく主観評価の信頼度モデル化:反応の個人差の要因を分離することで信頼度のモデル化の実現を目指す.[D]主観評価の安定化の検証:これまでの実験フィールドのうち,一貫した主観評価が得られるようなタスクを設定できるものにおいて,安定化の検証を試みる.
また,視覚刺激と視覚探索行動の解析過程から発想に至った,主観評価に一定の傾向がみられそうな新しいVR体験のためのユーザインタフェースについても研究を進める.

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

    (16件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Evaluation of sense of security by focusing on frontal EEG beta frequency band on experiencing VR traffic environment2024

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi Sho、Shishido Hidehiko、Kameda Yoshinari
    • 雑誌名

      International Workshop on Advanced Image Technology (IWAIT)

      巻: - ページ: 90-90

    • DOI

      10.1117/12.3019052

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pedestrian Pace-Maker Light of Affecting Walking Speed2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kawada, Hidehiko Shishido, and Yoshinari Kameda
    • 雑誌名

      The 15th Asia-Pacific Workshop on Mixed and Augmented Reality (APMAR2023)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] EEG Analysis for Surprise in VR Traffic Environment2023

    • 著者名/発表者名
      Yuto Tayama and Yoshinari Kameda
    • 雑誌名

      The 15th Asia-Pacific Workshop on Mixed and Augmented Reality (APMAR2023)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A visual feedback method of motion information on alpine skiing experience in head mounted display2023

    • 著者名/発表者名
      Imai Misato、Shishido Hidehiko、Kitahara Itaru、Kameda Yoshinari
    • 雑誌名

      International Workshop on Advanced Image Technology(IWAIT)

      巻: - ページ: 26-26

    • DOI

      10.1117/12.2666665

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Active Patterns on Direction Instruction for Pedestrians2022

    • 著者名/発表者名
      Yu Tamura, Hidehiko Shishido, and Yoshinari Kameda
    • 雑誌名

      Asia Pacific Workshop on Mixed and Augmented Reality (APMAR2022)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 前頭葉脳波ベータ周波数帯に着目したVR交通環境体験時の安心感評価2022

    • 著者名/発表者名
      大西 衝, 宍戸 英彦, 亀田 能成
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 技術研究報告MVE

      巻: 121-423 ページ: 278-283

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] HMDを用いたサッカーのフリースペース認知における視覚探索行動の解析2021

    • 著者名/発表者名
      飯田 雄介, 宍戸 英彦, 亀田 能成
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 技術研究報告MVE

      巻: 121-53 ページ: 25-30

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] VR交通環境体験時の前頭葉脳波を用いた安心感評価2021

    • 著者名/発表者名
      大西 衝, 宍戸 英彦, 亀田 能成
    • 雑誌名

      第18回ITSシンポジウム2020

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] VRシミュレータによるバスケットボール選手の状況対応能力評価2024

    • 著者名/発表者名
      タン コウシン, 仲澤 翔大, 吉田 健司, 亀田 能成
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告MVE
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] サッカー試合映像からの多重性のある戦術的行動の認識への取り組み2023

    • 著者名/発表者名
      黒田 堅仁, 内田 郁真, 亀田 能成
    • 学会等名
      電子情報通信学会 HCGシンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 方向指示のための視線反応型アクティブパターンの検討2022

    • 著者名/発表者名
      川田 洸希, 宍戸 英彦, 亀田 能成
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告MVE
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] HMD装着時における体動が脳波計測に与える影響の調査2022

    • 著者名/発表者名
      飯田 雄介, 宍戸 英彦, 亀田 能成
    • 学会等名
      HCGシンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 発表文献リスト(亀田能成)

    • URL

      http://www.kameda-lab.org/research/publication/updated/kamedayoshinari-j.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 発表論文リスト

    • URL

      http://www.kameda-lab.org/research/publication/updated/kamedayoshinari-j.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 画像情報研究室ビデオ集

    • URL

      https://www.youtube.com/channel/UCLh7dSlxJdk2VYkRXO0iWEw

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 画像情報研究室

    • URL

      http://www.image.iit.tsukuba.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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