| 研究課題/領域番号 |
20K12528
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
高田 宗樹 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (40398855)
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| 研究分担者 |
杉浦 明弘 岐阜医療科学大学, 保健科学部, 講師 (00528630)
木下 史也 富山県立大学, 工学部, 講師 (20800907)
松浦 康之 岐阜市立女子短期大学, その他部局等, 講師 (30551212)
高田 真澄 四日市看護医療大学, 看護医療学部, 講師 (50760998)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 仮想現実 / ユニバーサルデザイン / デザイン評価 / 数理モデル / 応用数学 / ヒューマンコンピュータインタラクション / データサイエンス / 衛生学 |
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| 研究実績の概要 |
計機の整備を行った上で、「高齢者のための立体映像デザイン及びその評価に関する研究」に関わる以下の題材について研究を行い、以下の事項を明らかにした。
(1)立体映像視認時における視線軌跡と重心動揺の関係性:視覚入力と出力としての姿勢維持制御の関係に着目した。健常若年者を対象に、立体映像視認時の視線運動と重心動揺を同時計測することで、映像酔いの機序の詳細を解明することを目的とし、実験を行った。その結果、視線運動と重心動揺を入出力としたゲインの値は、映像間の違いあるいは、視認方法間の違いにより変化がみられた[研究業績1]。
(2)HMD映像の身体影響に関する研究:視野領域のサイズや視標速度に着目した。健常若年者を対象に、VR視聴時の身体状態を、重心動揺検査、心電図検査、NIRS検査を用いて多角的に評価した。その結果、視野狭窄の影響あるいは、視標の速度の違いにより脳内の伝達経路あるいは、活性部位に変化などが見られた。特に、視野狭窄時の映像視聴が生体に与える影響は殆ど検討されておらず、今回得られた結果は、今後研究を発展する上で、重要な方向性を得ることが出来た。
(3)立体映像視認時における視線運動の年齢間比較に関する研究:若年者と高齢者における立体映像の認知に特有な視線運動の特徴を捉えることを目的とし、視線運動の計測を行った。その結果、年齢の違いにより、視線の運動量に変化が見られた。高齢者は、加齢に伴い周辺視の固視微動の振幅が大きくなるため、若年者の視線運動に比べ視線の動きが大きくなると考えられる。
人工知能(競争的ニューラルネットワーク)を利用した立体映像視認時における重心動揺の数値解析に関する研究なども行い、[研究業績1]の他、査読論文3編の採録が決定している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
以下のような研究の進捗性から(1)と判断できる。
(0)計機の整備：視線計測装置EMR-9の時間分解能を60Hzサンプリングから240Ｈzサンプリングに向上させることに成功した。また、脳波計製作(ニューロスカイ株式会社)の監修を行った。
(1)視線軌跡と重心動揺の関係性：コヒーレンス解析の結果から、3D映像視認時では、いずれの例においてもゲインの評価対象となった。次に、伝達関数解析の結果から、2D映像に比べ3D映像視認時にゲインが増大することが示された[研究業績1]。また、追従視に比べ周辺視のゲインが増大することが示された。周辺視の場合、HF成分の周波数帯におけるゲインが増大しており、副交感神経活動もゲインと連動して亢進していることがうかがえる。3D/周辺視の組み合わせは、映像酔いを引き起こしやすいことが知られており、映像酔い発症時にゲインが増大するものと推察される。本研究では、VEPRsの発現とゲインの増大には関連があることが示唆された。視覚と平衡感覚の感覚不一致に対する身体的感度が高い場合にVEPRsが強く発現すると考えると、ゲインの増大は矛盾を解消するための自衛反応であり、ゲインを評価することで酔いの程度を判断できると推察される。
(2)HMD映像の身体影響に関する研究:重心動揺検査の結果から、視野狭窄により動揺量が有意に減少することが示された。視野狭窄の影響により、周辺視野の情報量は制限される。これによって、脳内の情報処理が容易になることで姿勢が安定し、安全なVR視聴が可能になるものと期待される。また、心電図検査の結果から、視標速度の大きさが高い映像視聴時に交感神経が亢進したことが示された。交感神経の亢進は集中・興奮状態であることを表しており、視標速度の大きさが高い映像視聴は映像酔いを引き起こす可能性が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
若年者および高齢者を対象として周辺視を指示し、これまでの研究で開発した2D映像視認時における脳血流動態を、fMRI(日立MRイメージング装置ECHELON Smart, 岐阜医療科学大学)で測定を行うことを視野に入れる。その場合、基本的な生理活動を司る小脳、中脳などの脳基底領域への影響についても探索する。ここでは、計測が簡便にできないため健常者に限り、例数を大幅に減じて実施する。加算処理を行うため、実験プロトコルにも十分に配慮する。
年齢層による比較を行うことで、脳内の視覚情報処理に関する変容を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍の影響で国際会議参加のための外国旅費が不要になったため。この余剰予算については、最新のVRカメラおよびVR眼鏡等の購入に充てて、実験のための効果的なVR映像を構成するために使用する予定である。
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