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VR空間における道具の身体化の神経メカニズム解明と個人差のモデル化

研究課題

研究課題/領域番号 23K21851
補助金の研究課題番号 21H03787 (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90030:認知科学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

岩木 直  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, 副研究部門長 (70356525)

研究分担者 梅村 浩之  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, 研究チーム長 (10356587)
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
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
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: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード道具の身体化 / VR空間 / 脳機能・構造 / 認知地図 / 脳機能計測 / ランドマーク / 個人差
研究開始時の研究の概要

VR内での空間認知や行動の効率化と,その個人毎の差異の評価を可能にするため,これまでに明らかにされていないVR環境内で行動する場合の周囲の空間認知,とくに自己位置や空間的位置関係の把握や,操作する道具の身体化の神経学的機序を明らかにすること,また,身体化の過程で生じる脳認知・行動機能の変化を行動指標と脳活動・脳構造指標を用いて評価することを目的とする.

研究実績の概要

本研究では,VR環境の身体化の過程で生じる脳認知・行動機能の変化を行動指標と脳活動・脳構造指標をもとにしたモデルを構築すること,さらにはそれを用いて特定の課題成績の向上を評価の可能性を検証することを目的とした.この目的に向けて今年度は,VRゴーグルを装着した状態で脳波を計測し,比較的振幅の大きなθ・α・β帯域の自発脳活動の,課題開始等のイベントに同期した強度変化(event-related synchronization/ desynchronization)と,聴覚課題非関連プローブ刺激(auditory task irrelevance probe stimuli)に対するN1誘発電位をロバストに計測する技術を確立した.同時に,この技術を用いて,VR内に街路を移動するナビゲーションのシミュレーション環境を作成し,手がかりとして与える情報を制御して,ナビゲーション中の注意状態の脳波による計測と,ナビゲーション中に構築される認知地図の正確さを評価する実験系を構築した.これを用いて,手がかり情報の違いによる周囲環境の身体化と関連の深い認知地図の精度を行動指標として評価し,同時に手がかり情報呈示時の注意状態を課題非関連プローブ誘発電位で評価した.この結果,AR(augumented reality)技術を用いた遠位ランドマーク(distal landmark)の呈示により,心的な認知地図の構築がより短時間で可能になると同時に,その精度が向上する効果があることを示した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

昨年度までに確立した,実験協力者の安全と感染症対策の下で実験を順調に進める体制が構築され,これまでの実験実施の遅れを取り戻しつつある.

今後の研究の推進方策

今年度確立したVR環境内での脳活動の計測技術と,VRゴーグルによるナビゲーション課題呈示技術を用いて,市街地のナビゲーションにおける認知地図の構築,すなわち地理情報の身体化におよぼす,周囲の地理情報の情報呈示方法の影響を評価する研究について,これまでに得られたデータの取りまとめと国際学会発表や論文等による公表を進める.さらに,VR環境の身体化の過程で生じる脳認知・行動機能の変化を行動指標と脳活動指標を用いて明らかにする基盤となるデータ取得を引き続き行う.

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The relationship between older driver’s cognitive ability and takeover performance in conditionally automated driving2023

    • 著者名/発表者名
      Q. Peng, Y. Wu, T. Sato, S. Iwaki
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science, Springer

      巻: 14042 ページ: 102-115

    • DOI

      10.1007/978-3-031-34866-2_8

    • ISBN
      9783031348655, 9783031348662
    • 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] Color-temperature cross-modal association: the relationship between hue, saturation and brightness and temperature2023

    • 著者名/発表者名
      W. Cui, S. Iwaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 31st Color and Imaging Conference

      巻: 31 号: 1 ページ: 49-54

    • DOI

      10.2352/cic.2023.31.1.10

    • 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] Difficulty with the preceding visual search affects brain activity in the following resting period2022

    • 著者名/発表者名
      Takemoto Ayumi、Iwaki Sunao、Duo Zhoumao、Yasumuro Shinobu、Kumada Takatsune
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 18545-18545

    • DOI

      10.1038/s41598-022-21624-3

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Mismatch negativity linked with sound lateralization in elderly individuals2022

    • 著者名/発表者名
      K. Morita, M. Shiroki, S. Iwaki, and T. Toi
    • 雑誌名

      Proceeding of Meetings on Acoustics, 2022

      巻: 50 ページ: 050003-050003

    • DOI

      10.1121/2.0001719

    • 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] Age-related effects of executive function on takeover performance in automated driving2022

    • 著者名/発表者名
      Peng Qijia、Wu Yanbin、Qie Nan、Iwaki Sunao
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 5410-5410

    • DOI

      10.1038/s41598-022-08522-4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Putative ratios of facial attractiveness in a deep neural network2021

    • 著者名/発表者名
      Tong S., Liang X., Kumada T., Iwaki S
    • 雑誌名

      Vision Research

      巻: 178 ページ: 86-99

    • DOI

      10.1016/j.visres.2020.10.001

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Activation of Prefrontal Cortex in Process of Oral and Finger Shape Discrimination: fNIRS Study2021

    • 著者名/発表者名
      Narita Noriyuki、Kamiya Kazunobu、Iwaki Sunao、Ishii Tomohiro、Endo Hiroshi、Shimosaka Michiharu、Uchida Takeshi、Kantake Ikuo、Shibutani Koh
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 15 ページ: 588595-588595

    • DOI

      10.3389/fnins.2021.588593

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The effect of active hand movement on visually perceived depth direction2021

    • 著者名/発表者名
      Umemura Hiroyuki
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 16 号: 1 ページ: e0245000-e0245000

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0245000

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヒトの認知・実行機能と実世界での行動2024

    • 著者名/発表者名
      岩木直
    • 学会等名
      第118回大阪大学工業会機械工学系 技術交流会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 動きからの三次元物体知覚の神経基盤と知覚の主観的確信度2023

    • 著者名/発表者名
      岩木直
    • 学会等名
      第38回日本生体磁気学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Color-temperature cross-modal association: the relationship between hue, saturation and brightness and temperature2023

    • 著者名/発表者名
      W. Cui, S. Iwaki
    • 学会等名
      The 31st Color and Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機器を用いた疲労の簡便な測定の説明と実演2023

    • 著者名/発表者名
      岩木直
    • 学会等名
      日本産業衛生学会近畿地方会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cognitive fatigue changes resting-state functional connectivity in the dorsal attention networks as well as default-mode network2023

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki, T. Fujiwara
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2023 Annual Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analyzing the Multisensory Interaction: An ERP Exploration of Hue, Saturation, Brightness, and Temperature Cross-Modal Associations2023

    • 著者名/発表者名
      W. Cui, S. Iwaki
    • 学会等名
      第38回日本生体医工学会実世界におけるマルチモーダル脳情報応用技術研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] EEG hyperscanning reveals alternate cognitive resource allocation during cooperative task performance2023

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 学会等名
      The Organization for Human Brain Mapping (OHBM) 2023 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The relationship between older drivers’ cognitive ability and takeover performance in conditionally automated driving2023

    • 著者名/発表者名
      Q. Peng, Y. Wu, T. Sato, S. Iwaki
    • 学会等名
      25th International Conference on Human-Computer Interaction (HCII2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of 2D and 3D perspective on spatial cognition representation2021

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, S. Iwaki
    • 学会等名
      The Organization for Human Brain Mapping 2021 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EEG gamma-band synchrony predicts driving performance2021

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki, T. Sato
    • 学会等名
      The 3rd International Neuroergonomics Conferenc
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acute changes in default-mode functional connectivity by cognitive fatigue2021

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 学会等名
      50th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 自発脳波同期に基づいた没入型VR 環境における協調作業パフォーマンスの定量的評価2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤駿, 岩木直
    • 学会等名
      第32回実社会におけるマルチモーダル脳情報応用技術研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 代表者研究紹介

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/s.iwaki/index.html

    • 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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