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2018 年度 実績報告書

反射眼球運動の数理モデリングと操作主体感の推定手法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H01414
研究機関立命館大学

研究代表者

和田 隆広  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (30322564)

研究分担者 朝尾 隆文  関西大学, システム理工学部, 助教 (10454597)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード前提動眼反射 / 操作主体感
研究実績の概要

本研究プロジェクトにおいて我々は前庭感覚に起因する動揺病を推定する計算モデルを開発している.本研究ではこれを改良し,前庭動眼反射(Vestibulo-Ocular Reflex,以下VOR)眼球運動を記述する能力を有する,動揺病計算モデルを開発した.また,当該モデルへの入力である頭部運動と,モデル出力の一つである眼球運動が既知である場合に,モデルパラメータの一つである,身体運動の推定精度を表すブロックを推定する手法を開発した.当該モデルは,能動的に運動を行う場合,運動指令のコピーである遠心性コピーを模擬する機能を有しており,運動に対する運動受動の差異を表現できると考えた.
そこで,能動受動時の頭部運動とVORを計測し,これら計測データから,モデルパラメータ同定を行うことで,能動受動の差がパラメータに現れるかを明らかにすることを目的の一つとした.自ら搭乗する座席がピッチング方向に運動する装置を開発し(立命館新設),能動条件と,受動的に装置に搭乗している条件において実験を実施し,モデルパラメータを比較したところ,パラメータに有意な差が確認された.また,高精度上下加振器(関西大学既設)をジョイスティックで操作できるように改良し,ジョイスティック操作に対する装置動作の関係を変化させる実験を行い,主観的な操作主体感SoAと装置動作の遅れの間に相関があることを確認した.
一方,VORモデルに視覚-前庭感覚統合による自己運動感覚の数理モデルに導入し,視覚,前庭感覚同時入力時の動揺病推定可能な計算モデルを開発した.

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

申請書において,2018年度は,以下の2項目について研究することを計画していた.
1)遠心性コピー信号を有する前庭動眼反射(VOR)モデルの構築
2)前庭動眼反射と視機性反射の統合モデルの構築
これらで定めた到達目標にほぼ達成していることから,概ね順調と判断した.

今後の研究の推進方策

当初の申請書および2019年度交付申請書に沿って,
3)OKR-VOR統合モデルの評価
4)操作主体感の推定手法の導出
の2点について,計画通り進める.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 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 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Analysis of driver's head tilt using a mathematical model of motion sickness2018

    • 著者名/発表者名
      Wada Takahiro、Fujisawa Satoru、Doi Shunichi
    • 雑誌名

      International Journal of Industrial Ergonomics

      巻: 63 ページ: 89~97

    • DOI

      10.1016/j.ergon.2016.11.003

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 操縦型機械の快適性向上に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      和田隆広
    • 学会等名
      夢源力セミナー,広島大学コベルコ講座
    • 招待講演
  • [学会発表] Modulation of Vestibulo-Ocular Reflex by Volition of Machine Operation2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Uefune, Takahiro Wada, Takafumi Asao
    • 学会等名
      Proceedings of IEEE International Conference on System, Man, and Cybernetics
    • 国際学会
  • [学会発表] Mental Workloadが前庭動眼反射に及ぼす影響のモデルパラメータによる解析2018

    • 著者名/発表者名
      河野拓也,佐藤勇起,和田隆広
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
  • [学会発表] 動揺病数理モデルによる車両リーンの動揺病低減効果評価2018

    • 著者名/発表者名
      杉浦敏仁,和田隆広,佐藤勇起,長田 達矢,坂井 浩二
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
  • [学会発表] Control over Machine Operations Influences the Vestibulo-Ocular Reflex2018

    • 著者名/発表者名
      Ryota Kuwahara, Takafumi Asao, Takahiro Wada, Kentaro Kotani, and Satoshi Suzuki
    • 学会等名
      Spring Conference of the Ergonomics Society of Korea and 20th Korea-Japan Joint Symposium
    • 国際学会
  • [備考] ヒューマンロボティクス研究室-Human Robotics Lab.

    • URL

      http://hr.ci.ritsumei.ac.jp/

  • [産業財産権] 評価装置、制御装置、操作主体感向上システム、評価方法、及びコンピュータプログラム2018

    • 発明者名
      和田隆広,朝尾隆文
    • 権利者名
      学校法人立命館,学校法人関西大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-170741

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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