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2018 年度 実績報告書

高齢操船者のヒューマンエラーを予防するAR操船支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H03280
研究機関長岡工業高等専門学校

研究代表者

池田 富士雄  長岡工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (30353337)

研究分担者 井山 徹郎  長岡工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (00452087)
外山 茂浩  長岡工業高等専門学校, 電子制御工学科, 教授 (60342507)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード海難事故 / ヒューマンエラー / 高齢操船者 / ハプティクス / AR(拡張現実) / 操船シミュレータ
研究実績の概要

小型船舶の海難事故件数が減少傾向にある一方、高齢の操船者による海難事故が近年増加している。海難事故で最も多いのが衝突海難であり、その原因の大半はヒューマンエラー、つまり操船者の過失によるものである。高齢操船者のヒューマンエラーは、認知機能の低下、反応動作の衰え、視野狭窄等の要因が複合して誘発されると考えられる。しかしながら従来の小型船舶の操舵系は、車両の操舵系などに比べて外部刺激が圧倒的に少なく、常に状況認識のレベルを高く保つ必要があるため高齢者にとって負担が大きい。本研究ではAR(拡張現実)技術を用いた、ハプティクス(触覚刺激)により負担の少ない外部刺激を与えるとともに、HUD(ヘッドアップディスプレイ)により効果的な視線情報を提示することで、加齢により低下した身体能力の補完支援を行うことを目的としている。
上記の目的を達成するため、(1) 支援システムにおいて要求される性能を精査し、必要とする機器の調査を行った。このため研究協力者らと必要に応じて要求仕様の打ち合わせを行い、支援システム環境の妥当性や実現における問題点を抽出した。
(2) 高齢操船者の操船の特徴を抽出するため、現有の操船シミュレータを用いて操船行動を計測した。海難審判所の海難事例データを基に、周囲に複数の船舶が存在する複数のタスクを含む実験シナリオを作成し、シミュレーション実験を実施した。
(3) ハプティクスの一手法として、ハンガー反射を用いた身体能力の補完支援システムを開発した。ハンガー反射とは頭部の対向する2点を圧迫することにより、意図せずに首が回転する現象である。この現象を利用して、外部動力よりハンガー反射を誘発し、加齢による反応動作の衰えや視野狭窄を補う効果を狙った。開発したハンガー反射デバイスを用いて性能評価実験を行った。

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

操舵シミュレータを用いた操船行動の計測、および複数タスクを含む実験シナリオの作成は予定通り実施できた。さらにハプティクスの一手法として、ハンガー反射を誘発するデバイスを開発し、評価実験を行えたことから、研究はおおむね順調といえる。

今後の研究の推進方策

一人用のモーションベース装置を構築し、AR/MR技術を用いて臨場感のある操船シナリオを作成する。操船実務経験のあり・なし、および年齢別の被験者に対して、シナリオの経過とともに周囲の船舶の優先順位の変化に対する操船動作を計測する。全身動作は全身モーションキャプチャシステム、手の動きはデータグローブで計測することにより、ヒューマンエラーに至る身体動作の特徴を抽出する。装置開発および実験を進めると共に、関連する研究分科会や講習会などに参加し、先端的な技術を取り入れつつ研究者らと意見交換を行いながら、常に新たな研究手法を模索する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] 高齢者の操縦ミスを予防するハンガー反射を用いたデバイスの開発2019

    • 著者名/発表者名
      小林勇人、池田富士雄、外山茂浩
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越学生会第48回学生員卒業研究発表講演会
  • [学会発表] 野菜の自動収穫に向けたディープラーニングによる物体検出2019

    • 著者名/発表者名
      樋口翔太、池田富士雄、村上祐貴、外山茂浩
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越学生会第48回学生員卒業研究発表講演会
  • [学会発表] Reproducibility of Acceleration Sensation by Galvanic Vestibular Stimulation for Smart Assist Maneuvering System2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Otani, Kazu Irisawa, Shigehiro Toyama, Kenji Kamimura and Fujio Ikeda
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Smart Systems Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] Operability evaluation for Smart Maneuvering System with simplified ship simulator2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Kawamata, Shigehiro Toyama, Kenji Kamimura and Fujio Ikeda
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Smart Systems Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] Interface for Smart Assist Maneuvering System2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nakamura, Keisuke Ohtani, Shigehiro Toyama, Kenji Kamimura and Fujio Ikeda
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Smart Systems Engineering
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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