慶應義塾大學
環境資訊學部 Human Performance Laboratory

 
vol.13

使用各種評價手法對人類的各式各樣的行動從心理上和身體上進行實驗驗證
針對駕駛相關研究導入UC-win/Road DS,與眼球運動計測及動作分析相連接

慶應義塾大學 環境資訊學部
Human Performance Laboratory

URL ● http://hpl.sfc.keio.ac.jp/
所在地 ● 神奈川縣藤澤市
研究開發內容 ● 以人類工學及體育心理學為基礎的各種評價手法驗證人類的廣泛動作行為

慶應義塾大學 環境資訊學部
加藤 貴昭 副教授

「我們的研究室(『Human Performance Laboratory(HPL)』=加藤貴昭研究室)到目前為止以體育心理學及人類工學為基礎,進行眼球運動的檢測及動作分析,獲得(其他各種)生體反應 (獲得的計測數據),針對人類的各式各樣的行為進行研究」

在大學研究室當中,事先決定一個大方向,根據此方向學生以各自分擔的方式針對特對的主題進行研究。因此,以自身為主導的HPL當中,在廣泛領域當中人類的行動(human performance)為對象學生自己決定主題,並使用在研究會中的各種可能手段進行研究。也就是說,學生自己決定主題並設計研究方針。慶應義塾大學環境資訊學部的加藤貴昭副教授介紹說。

原先在該大學的體育會棒球部擔任主將,並在MLB芝加哥小熊的小聯賽當中有比賽經驗的加藤副教授以體育為主要研究方向。在這當中體育心理學的熟練化 (expertise)的觀點當中,研究「掌握好的人與不好的人的區別」時,非常關注駕駛模擬器領域今後發展的可能性。在相當領域當中具有一定理解程度的 學生(已畢業)已加入HPL為契機,將該副教授的想法具體化,因此準備了必須的研究基礎。

再加上通過學外的共同研究及HPL旗下所屬學生的的研究過程中,研究所屬學生的研究,以駕駛中的人類的研究為焦點的研究活動日益具體化為契機,為了進行更加高度的模擬環境的構築,於去年秋天以FORUM8的三維(3D)即時VR「UC-win/Road」為基礎的駕駛模擬器(DS)與及提高沉浸感,實現更 加高品質的駕駛模擬的「Oculus Rift插件」。可以活用包括HPL在內的研究手法,分析在各種狀況下的駕駛員行為。



體現「實學精神」的SFC

從湘南台車站到西方方向,乘巴士往西走大約20分鐘的地方坐落著慶應義塾大學向南藤澤校區(SFC)。

1858年福澤諭吉以蘭學塾為名建校,1890年成立三門科目的大學部(在私立大學當中最早的綜合大學。並於1920年根據大學令建立了日本最早的私立大學慶應義塾大學。該大學現在使用文學、經濟學、法學、商學、醫學、理工學、綜合政策學、環境資訊學、看護醫療學、藥學等10個學部,文學、經濟學、法學、社會學、醫學、理工學、政策媒體、健康管理、藥學、經營管理、系統設計管理、媒體設計、法務等14學科。包括大學及研究所在內超過33,000名學生與2200名教師。包括SFC,三田、矢上、信濃町、芝公立等6個校區以及城鎮校區及城市校區為據點展開教育及研究活動。

學校建校以來代代相傳的「實學的精神」(根據實際證據解決問題的科學精神),為了體現該精神於1990年開設SFC。為了應對多樣化及複雜化的社會,突破既有的學問體系,與「科技、科學、設計、政治相關解決問題」為目標。

SFC設有綜合政策學部,環境資訊學部及看護醫療學部等3個學部,以及政策,媒體研究科及健康管理研究可等研究所2研究科。大學研究所總共學生數大約5000人,教師有140人。



環境資訊學部的位置及獨特的研究會的研究方式

環境資訊學部與SFC的開設結合,於1990年建立了綜合政策學部。去除既存的學問間的隔閡,成立了前者為理科,後者為文科的責任分擔機制。

「環境資訊學部從名稱來看很容易被誤會是以自然環境為主題」。兩個學部共享課程,因此入學後學生學習科目的並沒有差距。加藤說。因此,在心理學當中的 「affordance」的觀點來看,除了自然環境之外,還可學習人周圍的環境及以人的行動為基礎的資訊,並以解決問題為己任。

在這當中,在「開拓時代建立新學問」「進行世界性研究」的SFC的一貫理念下,兩個學部很早就開始導入AO考試。並且與2011年開始設立可解決全球性問題的ICT(資訊通信技術)領域的創造能力及治理能力。還同時開始了使用英語可同時識別的GIGA項目。

SFC的最大特色就是與其他大學研究室不同的方式。透過與外部的連接培養實踐型問題解決能力的研究活動及學生自身的能動的研究能力。從事領域多樣化,從兩學部雙方開始,從1年級開始就可參加。並且為了追求先進的研究活動和專業性追求,教師和學生的關係非常對等。

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HPL(Human Performance Laboratory)正在進行的研究內容


以HPL為特徵的評價手法及多樣研究

針對人類在廣泛的領域的動作,從心理及身體上研究各式各樣的課題的HPL,對體育心理學及人類工學進行研究。

在此時使用的手法有:一是「主觀評價手法」,通過問卷及採訪對人的主觀意思進行比較、數據化;二是「客觀評價手法」,透過眼球運動和身體信號等本人意識不到的身體反應或者各種行為收取數據。

然後,6年以前就一直在尋找自己本身就可以進行模擬的軟體,找到了符合自身需求的UC-win/Road軟體。5年之前我組建起交通系統研究室時,利用當時的科學研究支援費用購買了UC-win/Road軟體。此外,三年前歸到文教大學開設交通系統研究室時,導入了UC-win/Road的DS系統。

其中後者是一個由加藤副教授的恩師-福田忠彥教授提倡的概念,也定義了HPL研究會的特徵。對於體育界中經常說的「身體不由自主的活動」這種用語言很難表達的狀態進行表現時,比如,檢測熟練工與普通人的視點的移動進行比較,基於這種差異,在進行熟練工的技法考察上受到期待。

此外,由於涉及到人的行為的環境中包含人與人、人與物的關係等,HPL的研究對象也從最初的體育延伸到藝術、經營、人際關係等領域。其中受到關注的是,前面敘述的各種評價方法的精確使用。特別是,反映將重心放在ICT技術的應用上的SFC的立場,期待參加HPL的學生們能夠熟練掌握眼球運動和身體信號的測試技術,以及動作捕捉等分析技術。

該HPL往年有,以兩個學院的大學生為主,也包括幾名研究生在內的約50名學生參加。其中屬 棒球、排球、花樣滑冰和汽車等體育部的人員占了一半以上,也有透過HPL的研究提高自身表現的用意。

此外,今年1月NTT結合腦科學的研究方法和先進的ICT技術,推出了以贏為目的的「心」與「技術」的腦鍛鍊方法。在東京大學和慶應義塾大學的棒球部合作中,身兼慶應義塾體育會副理事的加藤副教授領導慶大這邊的活動。此外,今年2月~6月召開的21_21 DESIGN SIGHT企劃展「ATHKETE」展會中,加藤副教授提供了學術合作。還支持了將技術與ATHKETE進行結合的嘗試創意。

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體育心裡學和人間工學驗證人類行動


 UC-win/Road DS與HPL保有手法連接的可能性

就像在文章開頭中說的那樣,加藤副教授從本身只是專注於通過體育研究人類的行為活動開始,運用在HPL中積累的方法延伸到了汽車領域。在這個過程中,低成本構築盡可能接近現實的模擬器環境的需求不斷增加。

然後在兩三年前,透過筆記型電腦用的賽車遊戲與投影機的連接,開發出了一個簡單的模擬器。在這種情況下,原始的路線圖很難製作,使用了賽車遊戲用戶製作並公開的數據。因此,無論是路線還是車的運行都是競賽模式,這樣就面臨著沒有以普通車為前提的模擬的制約。為了製作實驗中可使用的模擬環境,對路徑也盡可能簡單創作的軟體進行了探索。

在駕駛者方面,本人從學生時代開始在與其他大學的老師們進行的眼球運動等視覺系的研究中已經積累了不少成績。因此,當我認為其中「有一些不能涉足的東西」時,「實際上也有細節的地方還沒有整明白」的情況逐步顯現。受到致力於駕駛研究的學生的影響,HPL的駕駛研究也變得更加具體化。此外,透過與校外的關於駕駛中的駕駛者的共同研究,正式開始了該領域的研究過程。

2016年10月左右開始為了尋找滿足其所有需求的駕駛模擬器,經過對於多數的系統的VR空間製作及虛擬實境再現性比較探討,於11月引進了UC-win/Road DS。首先學生使用該DS與眼球運動計測連接,研究初學者與熟練者在轉彎行駛時「在看什麼」的區別。在VR上發送指令,檢測讓初學者學習熟練者的經驗之後 會產生什麼樣的效果,在12月份完成了論文。這時候,之前比較困難的新路徑的製作也可以透過DS,在比較短的時間之內構建預想的實驗環境。再加上,與之前的投影機相比,這次DS使用的是4K顯示屏,畫面更加清晰、更加自然,加藤副教授回顧到。

加藤副教授們重新把關注點放到自動駕駛的人身上。作為一直以來研究的拓展,在「(臨近完全自動駕駛之前的階段)車內的人在幹什麼」「感覺到危險時會有什麼反應」等的考察上逐步推進。

使用4K顯示屏的UC-win/Road駕駛模擬器

該DS今後將對應介紹CAN數據的功能。包括HPL保有的實驗器材等的高度連攜備受關注。並且,多種場景的製作及與主觀評價手法的連接,根據雙向人物的設置考察人類的動作等,可以期待他們有新的發展。

執筆:池野 隆
(Up&Coming '17 盛夏號刊載)



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