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工業プラント運転員の認知状態に応じた緊急時対応操作支援情報の表示手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23K26342
補助金の研究課題番号 23H01648 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分25020:安全工学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

五福 明夫  岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 特命教授 (20170475)

研究分担者 福森 聡  香川大学, 創造工学部, 講師 (00756710)
中澤 篤志  岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 教授 (20362593)
水原 啓暁  奈良女子大学, 生活環境科学系, 教授 (30392137)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2025年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2024年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード対応操作支援 / 認知状態 / 工業プラント / 認知的混乱 / 認知実験 / 脳波計測 / 運転員支援 / 緊急時運転支援 / 生体情報計測
研究開始時の研究の概要

本研究では,1) 運転員の認知状態の推定手法,および,2) 運転員の認知状態推定結果を踏まえた対応手順情報の運転員への適切な表示手法を研究項目とし,以下の研究目標を設定する.
一般に人間は,情報取得,取得情報の理解,行動目標を考慮した判断の認知過程を経て行動するとされている.そこで,運転員の認知状態推定手法の開発では,1-a) 冷静な判断ができない認知状態のレベル分類,1-b) レベルに応じた認知状態を発生させることができるタスク開発,1-c) 装着が負担とならない観点から,生理指標として心拍と脳波、また眼鏡型デバイスによる視線の計測による,認知状態分類手法の開発をサブ目標1とする.

研究実績の概要

人間が物事を認知する際には情報取得、理解、判断の段階がこれらの順に進む。前の段階が正常に機能しないと次の段階も正常に行われないと考えられることから、人間の認知状態を4段階(例:1. 情報取得が正常でない状態や2. 情報取得は正常であるが理解が正常でない状態、3. 情報取得と理解は正常であるが判断が正常でない状態、4. 全ての段階が正常である状態)に分類した。上記の1から3は認知的混乱状態と考えられるが、本研究では主に状態3を対象とすることとした。
認知的混乱状態の生起方法を検討し、1) 2つのレベルの認知的コンフリクトを発生させるMulti-Source Interference Task (MSIT:ディスプレイに表示された3つの数字を見ながら3つのキーのいずれかを押すタスク)を選定するとともに、2) Maze Game Task(MGT)を再構築した。MSITに対しては、Psychopyを用いて実験環境を構築した。また、認知状態を計測するためにengagementと呼ばれる動機づけの概念に着目して、感情,行動,状態,認知の4つの観点でengagementを測定し、再構築前の迷路タスクとengagementの関係について明らかにした。一方、MGTに関しては、タスクの難易度を変化させたときの被験者の反応に対する反応時間およびEEGを調査したところ、中間的な難易度の場合にエラー発生時の反応時間が長くなった。またタスク実行中の被験者の脳波は、極端な混乱状態と平易なタスクの実行状態では類似していた。
実際のプラント運転の現場での脳波計測を考慮して、無線通信可能な脳波計の選定を行うとともに、電磁シールドルーム内において実際の脳波計測を実施した。また、有線接続で基礎実験に用いられる脳波計測装置を用いたときの脳波データとのクオリティの比較検討を行い、同等の検出力を有することを確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究代表者の定年退職後の再就職(岡山県立大学の理事(副学長))により、研究代表者の研究時間が十分とれず、情報提示方法の検討があまり進展しなかった。

今後の研究の推進方策

研究代表者が岡山県立大学での職務(理事(副学長))に慣れてきたことにより、本年度は研究時間を確保できる見込みであり、機能モデルに基づいた対応操作手順を認知状態に応じた提示手法の検討を進める。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] デンマーク工科大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Neural activity related to productive vocabulary knowledge effects during second language comprehension2024

    • 著者名/発表者名
      Allal-Sumoto Takara Kenza、Sahin Duygu、Mizuhara Hiroaki
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: - ページ: 8-17

    • DOI

      10.1016/j.neures.2024.01.002

    • 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
  • [学会発表] エンゲージメントの高まりはPseudo-Hapticsの効果を強化するか?2024

    • 著者名/発表者名
      天野駿吾, 福森聡
    • 学会等名
      情報処理学会第86回全国大会:5ZE-05
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Experiment Design for EEG-based Continuous Action Sense of Agency2023

    • 著者名/発表者名
      Arif Widodo, Atsushi Nakazawa, Akio Gofuku
    • 学会等名
      15th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] FMWS2024

    • URL

      https://fmws20245.webnode.jp

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] International Workshop on Functional Modeling and Safety Related Issues of Socio-Technical Systems (FMWS2024)2024

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

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