2015 Fiscal Year Annual Research Report
小型船舶における操船者の疲労軽減を狙ったスカイフックキャビンの仮想実現
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15H02984
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| Research Institution | Nagaoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
外山 茂浩 長岡工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (60342507)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 富士雄 長岡工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (30353337)
上村 健二 長岡工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (80708090)
宮崎 敏昌 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90321413)
工藤 慈 長岡工業高等専門学校, 機械工学科, 助教 (60756584)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 安全工学 / 小型船舶 / 事故 / 疲労 / ヒューマンエラー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）船体揺動を再現する操船シミュレータの開発： ６軸モーションベース（スチュワートプラットフォーム）によって船体揺動（前後、左右、上下＋ローリング、ピッチング、ヨーイング）を再現する操船シミュレータを開発した。
（２）前庭電気刺激による提示加速度の定量化： 前庭電気刺激とは、ヒトの内耳に存在し直線加速度を検知する受容器である前庭に電気刺激を行うことにより、加速度が加わったときと同様の作用を生み出すというものである。両耳の裏に電極を装着し直流電流を印加することで、陰極から陽極向きの加速度を提示できる。操船支援として操船者に提示するためには、刺激電流と提示加速度の関係を求める必要があるが、被験者に提示される横加速度を直接測定することはできない。そこで、刺激電流と被験者の重心移動の関係，被験者頭部への荷重とその重心移動の関係から，刺激電流とそれにより提示される横加速度の関係を間接的に求めた。その結果，刺激電流と提示される横加速度の定量的関係には個人差が大きいが，定性的には不感帯特性を持つことを明らかにした。
（３）視覚刺激によるベクション効果の基礎特性評価実験環境の構築： 視覚刺激によって被験者にどの程度の平衡感覚を提示できるか、そのベクション効果の定量化を狙った基礎実験環境を構築した。まず、縦縞模様を水平方向に移動させることで被験者の視覚を刺激するソフトウェアとそのディスプレイ環境を構築した。次に、視覚刺激によって提示された平衡感覚の定量化を検討した。被験者の両足に対する床反力をフォースプレートで測定することで求めた重心移動量によって定量化を狙うスキームを構築した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り，６軸モーションベースによって６自由度の船体揺動を再現する操船シミュレータを開発できた。操船者の疲労や，操舵機構の操作性を評価する基礎実験環境の構築を完了した。また，操船支援のための船体情報の仮想提示として，前庭電気刺激と視覚刺激の２通りの方法を検討した。前庭電気刺激に関しては，刺激電流と提示加速度の基本特性を明らかにした。一方，視覚刺激に関しては，定量化のための実験環境を構築した。以上の進捗状況から，現在までの達成度として「おおむね順調に進展している」と評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）操船シミュレータを用いた「操船に有益な船体揺動運動」「操船者に疲労に影響する船体揺動運動」の特定： ６軸モーションベースによって特定の船体揺動を限定して再現することで操作性がどのように変化するか評価し，操船に有益な船体揺動運動を特定する。同様の方法で操船シミュレーションを行うことで，操船者の疲労に影響する船体揺動運動を特定する。
（２）前庭電気刺激の過渡特性の評価： 平成２７年度は刺激電流に対する提示加速度の定常的な特性を明らかにしたが，実際の操船支援では，刺激電流に対してどの程度で加速度が提示されるのかといった過渡特性も重要である。そこで，ステップ状の刺激電流に対する提示加速度の応答を評価する過渡応答実験を行う。
（３）視覚刺激による提示加速度の定量化： 平成２７年度に構築した実験スキームを用いて，視覚刺激による提示加速度の定量化を試みる。併せて，操船支援として実装するために，縦縞模様をスマートグラスに表示するプログラムの開発を進める。
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