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2019 年度 実績報告書

身体逆投射と記憶生成のためのバーチャルリアリティの基礎構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H04118
研究機関東京大学

研究代表者

池井 寧  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任教授 (00202870)

研究分担者 北崎 充晃  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90292739)
雨宮 智浩  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (70396175)
笠松 慶子  首都大学東京, システムデザイン学部, 教授 (90296385)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード身体運動感覚 / 能動感 / 歩行運動
研究実績の概要

本研究の目的は,他者の全身の身体運動状態とその技能を伝達共有して体験全体の記憶を生成するためのバーチャルリアリティの構造を解明することである.このためにバーチャル身体の多感覚提示下の身体感覚の変換投射範囲を解明すると同時に認知的シミュレーションの特性の解明を行う.
歩行を対象とした実験により,実際歩行時の能動運動感は約70%であり,約20 %の受動運動感が存在することが示された.実際歩行時の能動運動感は,ランダムさを含む身体制御への負荷の程度に依存した.実際歩行をせずに歩行感覚を生成するVR では,歩行イメージによる運動意思によって内部モデルを賦活することで,能動運動感・歩行感覚の増加と受動運動感の低下の効果があることが示唆された.また,歩行感覚は,実写映像提示による無意識下での内部モデルの賦活によっても,増加することが示唆された.歩行イメージは,能動運動感と歩行感覚を増加させるが,実写映像と一定足音の同時提示によりその効果が増大した.
スティックを持った右上腕部の回旋運動によって物体を打撃する運動を例として,運動感覚を伝達する手法の能動感を評価した.運動を伝達する過程の水準は,実際運動実行,受動運動受容,運動イメージの3水準であり,その際に得られる能動運動感覚を評価した.その結果,受動運動においても感覚フィードバックを与えると片手運動の場合に約50 %の能動運動感覚が得られている.能動運動感覚への寄与が最大となる要因は,運動指令と結果の一致であり,次いで感覚情報であることが示唆された.すなわち能動運動感覚に寄与する要因について粗い推論を行うと,運動指令との一致感が最も寄与が大きく約35%,次に視聴触の感覚と固有感覚がそれぞれ約25%となることが推定された.

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

運動の能動感を生じさせるメタ認知VR(認知シミュレーション)の増強効果に関して,歩行運動と打撃運動を対象として実験的評価を進めることができた.自律駆動の場合と他律駆動の場合を個別に評価することで,その融合のための基礎特性を得ることができた.計画の修正として重心移動と筋電による意図の検出の検討を行うことができた.さらに,身体感覚の変換投射範囲に関して,体幹の回旋および冠状面角度の姿勢要因の効果について予備評価を行うことができた.それらのための計測装置が構築できたため,おおむね順調に進展していると判断できる.

今後の研究の推進方策

歩行運動としては,旋回する歩行を検討することにより,体験の範囲を拡大することを予定する.これまでの前庭感覚提示装置では,旋回運動は対象外であったが,体幹と下肢に対して旋回運動刺激を同期して提示することで,全身の運動としての歩行の投射範囲についてより広い知見が得られる.また,上肢運動を加える際の冠状面の角度の効果を調べることにより,姿勢における重力方向の影響を明らかにする.能動と受動の融合についての評価も継続する.

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 16件)

  • [雑誌論文] バーチャル歩行感覚生成のための下肢運動感覚と腱電気刺激の併用提示手法2019

    • 著者名/発表者名
      金子 拓史, ヤェム ヴィボル, 池井 寧
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 24 ページ: 143-152

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 身体的追体験の概念の提案と一部機能の試験実装―多感覚・運動情報提示による歩行・走行体験の共有2019

    • 著者名/発表者名
      池井 寧, 広田 光一, 阿部 浩二, 雨宮 智浩, 佐藤 誠, 北崎 充晃
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 24 ページ: 153-164

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Remapping peripersonal space by using foot sole vibrations without any body movement2019

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Amemiya, Michiteru Kitazaki, Yasushi Ikei
    • 雑誌名

      Psychological Science,

      巻: 30 ページ: 1522-1532

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 食物の旅:視,触,聴覚提示による消化器官内の這い回り体験2019

    • 著者名/発表者名
      藤澤覚司,濱田健夫,池井 寧,北崎充晃
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 24 ページ: 337-340

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 上下揺と旋回の受動的身体揺動による疑似歩行感覚の生成2019

    • 著者名/発表者名
      雨宮智浩,北崎充晃,池井 寧
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 24 ページ: 371-376

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Virtual walking sensation by pre-recorded oscillating optic flow and synchronous foot vibration2019

    • 著者名/発表者名
      Michiteru Kitazaki, Takeo Hamada, Katsuya Yoshiho, Ryota Kondo, Tomohiro Amemiya, Koichi Hirota, Yasushi Ikei
    • 雑誌名

      i-Perception

      巻: 10 ページ: 1-14

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ibro-Vestibular Wheelchair for Motion Sensation and Road Material Property Feedback2019

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Morita, Vibol Yem, Yasushi Ikei
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Forward-Flexion Illusionary Force in Thumb-Index and Middle Fingers with Electrical Stimulation for Stickiness Haptic Feedback2019

    • 著者名/発表者名
      Vibol Yem, Yasushi Ikei, Hiroyuki Kajimoto
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Resizing of the Peripersonal Space for Different Step Frequencies of Vibrations at the Soles2019

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Amemiya, Michiteru Kitazaki, Yasushi Ikei
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Rendering of Virtual Walking Sensation by a Vestibular Display2019

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Shimizu, Vibol Yem, Kentaro Yamaoka, Gaku Sueta, Tomohiro Amemiya, Michiteru, Kitazaki, Yasushi Ikei
    • 学会等名
      International Conference on Human-Computer Interaction (HCII) 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Footstep Sound for Suppression of VR Sickness and Promotion of Sense of Agency2019

    • 著者名/発表者名
      Reon Nashiki, Vibol Yem, Tomohiro Amemiya, Yasushi Ikei
    • 学会等名
      ICAT-EGVE2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of Walking Sensation by Upper Limb Motion2019

    • 著者名/発表者名
      G. Sueta, N. Saka, V. Yem, T. Amemiya, M. Kitazaki, M. Sato, Y. Ikei
    • 学会等名
      ICAT-EGVE2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Airflow Presentation Method for Turning Motion Feedback in VR Environment2019

    • 著者名/発表者名
      Yujin Suzuki, Vibol Yem, Koichi Hirota, Tomohiro Amemiya, Michiteru Kitazaki , Yasushi Ikei
    • 学会等名
      ICAT-EGVE2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Vehicle-Ride Sensation Sharing for Immersive Remote Collaboration with Vestibular Haptic Chair to reduce VR Sickness2019

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Morita, Vibol Yem, Tomohiro Amemiya and Yasushi Ikei
    • 学会等名
      ICAT-EGVE2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Visual Presentation for Sports Skill Learning in VR2019

    • 著者名/発表者名
      F. Miyashita, T. Amemiya, M. Kitazaki, K. Kasamatsu, V. Yem, Y. Ikei
    • 学会等名
      ICAT-EGVE2019
    • 国際学会
  • [学会発表] VR Sickness Reduction in Stereoscopic Video Streaming System ‘TwinCam’ for a Remote Experience2019

    • 著者名/発表者名
      Ryunosuke Yagi, Toi Fujie, Tomohiro Amemiya, Michiteru Kitazaki, Vibol Yem, Yasushi Ikei
    • 学会等名
      ICAT-EGVE2019
    • 国際学会
  • [学会発表] System for Body Motion Capture While Moving in Large Area2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Yuasa, H. Tamura, Y. Vibol, T. Amemiya, M. Kitazaki, Y. Ikei
    • 学会等名
      ICAT-EGVE2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Rendering of Walking Sensation for a Sitting User by Lower Limb Motion Display2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yamaoka, R. Koide, T. Amemiya, M. Kitazaki, V. Yem, Y. Ikei,
    • 学会等名
      ICAT-EGVE2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of Turning Walking Sensation by a Vestibular Display2019

    • 著者名/発表者名
      Minori Unno, Kouichi Shimizu, Tomohiro Amemiya, Michiteru Kitazaki, Vibol Yem, and Yasushi Ikei
    • 学会等名
      VRCAI ’19
    • 国際学会
  • [学会発表] TwinCam Go: Proposal of Vehicle-Ride Sensation Sharing with Stereoscopic 3D Visual Perception and Vibro-Vestibular Feedback for Immersive Remote Collaboration2019

    • 著者名/発表者名
      Vibol Yem, Reon Nashiki, Tsubasa Morita, Fumiya Miyashita, Tomohiro Amemiya, Yasushi ikei
    • 学会等名
      Siggraph Asia 2019, Emerging Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] SmartSim: Combination of Vibro-Vestibular Wheelchair and Curved Pedestal of Self-Gravitational Acceleration for Road Property and Motion Feedback2019

    • 著者名/発表者名
      Vibol Yem, Ryunosuke Yagi, Yasushi Ikei
    • 学会等名
      SIGGRAPH Asia 2019 XR (SA '19)
    • 国際学会
  • [学会発表] Wearable Stick-Slip Display on Fingertip to Reproduce Rubbing Sensation2019

    • 著者名/発表者名
      Honoka Haramo, Vibol Yem, Makoto Sato, Yasushi Ikei
    • 学会等名
      International Display Workshops (IDW '19)
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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