Rpport des utilisateurs de l'Académie vol.18


Les facteurs humains et Vieillissement Lab., Institut de recherche sur la mobilité verte, Institut d'innovation pour la société future, Université de Nagoya

Influences du vieillissement sur la conduite en voiture pour étudier "Une société de la mobilité aidant les personnes âgées à mener une vie active et joyeuse"
Bénéficiant de la première fonction au monde, le simulateur de conduite CAVE 3D stéréoscopique 4K à cinq écrans développé conjointement avec FORUM8

Les facteurs humains et Vieillissement Lab., Institut de recherche sur la mobilité verte, Institut d'innovation pour la société future
Université de Nagoya
URL: http://hflab-nu.com/
Lieu: Quartier de Chikusa, ville de Nagoya
Contenu de la recherche et du développement: Construction d'une base de données sur les caractéristiques humaines des personnes âgées, y compris leurs caractéristiques physiques et leurs fonctions cognitives, et études sur les relations entre caractéristiques humaines et comportement de conduite

"Les études sur l'homme sont si profondes que l'utilisation de divers outils avancés permet de comprendre ce qui était inconnu "

Professeur Hirofumi Aoki, Institut de recherche sur la mobilité verte, Institut d'innovation pour les sociétés futures, Université de Nagoya (principal laboratoire sur les facteurs humains et le vieillissement), Vice-responsable de la recherche, Centre d'innovation de Nagoya (COI), à l'origine spécialisé en ingénierie mécanique, il était intéressé par sa relation avec les humains. Il a mené diverses activités de recherche et développement du point de vue de la technologie humaine, tout en passant de son domaine principal à l'environnement du bâtiment, à la planification urbaine, à la cosmologie et à l'automobile. Au cours de ce processus, il s’est engagé à utiliser les technologies de l’information et de la communication (TIC), en prêtant attention à la possibilité de réalité virtuelle (VR) avant les autres et en en faisant un outil en essayant les uns après les autres.

Actuellement, il utilise un simulateur de conduite (DS) à haute définition avec une haute définition capable de visualisation stéréoscopique pour l'interaction homme-machine, puisqu'il étudie les influences du vieillissement humain sur ce dernier. Cela leur a permis de découvrir ce qui aurait été impossible à réaliser par les méthodes conventionnelles. En l'utilisant au maximum à l'avenir, il est prêt à passer à la prochaine phase de l'étude de l'homme.

En 2013, le professeur Aoki a été transféré à l'Université de Nagoya. À la même époque, l'Université commencé à spécifier la construction du complexe national d'innovation (NIC: achevé en 2015), qui devait être la base d'activité du projet national sur la mobilité "COI de l'Université de Nagoya" que l'Université avait commencé. À cette époque, il s’agissait d’une DS à grande échelle et de haute précision qui devait constituer l’équipement de base pour la promotion des études dans ce pays.  À cette fin, basé sur la réalité virtuelle en temps réel tridimensionnelle (3D) de FORUM8, "UC-win / Road", le professeur Aoki et d’autres ont développé et introduit conjointement DS qui a réalisé des fonctions avancées sans précédent en 2015.


Changements dans ses propres activités de recherche et développement, et flux d’utilisation de la réalité virtuelle dans ce pays

"Mon parcours (sa majeure à l'Université Waseda) a pour origine le génie mécanique", déclare le professeur Aoki. Lorsqu'il a étudié à l'institut de technologie de Tokyo (Institut de technologie de Tokyo), son objet d'étude s'est orienté vers l'ingénierie humaine, telle que la relation entre des environnements tels que les bâtiments ou les espaces urbains et le comportement humain. D'autre part, son intérêt pour l'univers l'a amené à se concentrer sur les fusées dans le cadre du génie mécanique alors qu'il était étudiant de premier cycle. À l'école d'études supérieures, cependant, il s'est concentré sur la vie dans l'espace. Il a continué à mener des recherches conjointes avec l’Agence japonaise de développement spatial du Japon (NASDA: JAXA actuellement). Après avoir rejoint le Massachusetts Institute of Technology (MIT), il a ensuite travaillé à la formation des astronautes dans le cadre de recherches communes avec la NASA (Administration Nationale de l'Espace et de l'Aéronautique), en utilisant les connaissances acquises jusqu'à présent.

Professeur Hirofumi Aoki, Laboratoire sur les facteurs humains et le vieillissement, Institut de recherche sur la mobilité verte, Institut d'innovation pour les sociétés du futur, Université de Nagoya (Vice-responsable de la recherche, Nagoya COI)

Pendant ce temps, il a créé la 3D CG à partir de dessins de conception en 1996, alors qu’il était étudiant à l’université, dans le but d’évaluer l’influence d’un bâtiment sur le paysage urbain, par exemple. Cependant, comme seul cela donnait l'impression d'être dans une ville fantôme, il créa son propre VR en 1998 en combinant l'image exprimée par l'endoscope inséré dans un diorama avec le mouvement de personnes ou de véhicules créé par CG en temps réel. Il a développé un mécanisme grâce auquel les utilisateurs peuvent en faire l'expérience à travers un affichage tête haute (HMD).

Le professeur Takashi Yonekawa,
Transports et systèmes sociaux,
Institut de recherche sur la mobilité verte,
Institut d'innovation pour la société future
M. Shoji Takai,
Ingénieur en chef de projet,
Bureau de l'administration technique, Institut d'innovation pour la société future
M. Makoto Inagami,
Boursier postdoctoral,
Human Factors and Aging Lab., Institut de recherche sur la mobilité verte

Il a également effectué une simulation visuelle à l'aide de la réalité virtuelle dans son étude (années fiscales 1990-2000) sur la relation entre la forme spatiale et une direction (perception spatiale) dans la station spatiale (environnement sans gravité). Utilisant les fonctions de réalité virtuelle capables d’exprimer l’apesanteur comme être visuellement à l’envers, il a également mené des études sur la conception de stations spatiales.

De plus, au MIT, il a mené des recherches conjointes avec la NASA sur l’application de la simulation de la réalité virtuelle à la formation des astronautes en vue de la reconnaissance spatiale (exercices financiers 2004 à 2007). En vérifiant le sens de l'orientation du sujet de test à l'avance et en prenant des mesures, les effets de la RV sur l'entraînement ont été reconnus.
En 2007, il a rejoint Toyota Motor Corporation, car il souhaitait "faire ce qui est lié aux produits réels" tout en participant à de telles études qui concernent le gens depuis longtemps.

Ses souhaits et son expertise coïncidaient avec le calendrier demandé par la société. En outre, le plus grand DS au monde vient d'être présenté au centre technique Higashi-Fuji de la société avec M. Takashi Yonekawa (actuellement professeur, Transport et systèmes sociaux, Institut de recherche sur la mobilité verte, Institut d'innovation pour la société future, Université de Nagoya) et le personnel de base. Cela l'a également motivé pour pouvoir l'utiliser.

Depuis lors, le professeur Aoki a travaillé sur diverses recherches fondamentales utilisant la DS, expérimentant des processus de productisation. Par exemple, en ce qui concerne le système de sécurité pré-collision (PCS), il a formulé différents temps de freinage en fonction des conducteurs en fonction des caractéristiques individuelles de la vision visant à éviter les collisions par l'arrière, et l'a proposé comme indice de l'estimation du risque perceptuel "PRE". Il a mesuré et évalué les effets pour le cas de le mettre dans le contrôle réel à l'aide de DS et de véhicules réels. Ses résultats ont été adoptés dans le PCS de la société depuis 2012.



Vers une étude sur les caractéristiques du vieillissement qui basé sur les COI de l'Université de Nagoya

Lorsqu'il envisageait de retourner dans le monde universitaire après la production des résultats de la recherche, c'était une opportunité, Nagoya Université a décidé de créer "Nagoya Université COI" après l’Université adopté "Projet de création de centres d'innovation scientifique internationale utilisant des ressources régionales basées sur la coopération industrie-université (exercice 2012): demande conjointe avec Aichi pref., Toyota city et Toyota Motor Corporation ". Le professeur Aoki a déménagé à Université.

La vision de Nagoya Univ. COI est la construction de "Société de la mobilité pour aider les personnes âgées à mener une vie active et joyeuse" conformément à la philosophie du "Centre d'innovation pour la mobilité permettant aux personnes de se connecter". Les systèmes de recherche du projet COI se composent des 5 domaines suivants: 
  • 1) Recherche sur la mobilité,
    2) Recherche sur la plate-forme d'information,
    3) recherche sur la plateforme de soins de santé quotidienne,
    4) recherche sur la plateforme durable,
    et 5) Recherche sur les domaines de coopération.
Parmi elles, la recherche sur la mobilité est composée de recherches sur trois domaines:
  • 1) mobilité intelligente,
    2) facteurs humains et caractéristiques du vieillissement,
    et 3) systèmes de transport et d'information.
Les recherches sur les facteurs humains et les caractéristiques du vieillissement sont conduites par deux groupes: le groupe de soutien au développement de méthodes "le groupe de facteurs humains et le vieillissement" dirigé par le professeur Aoki.

Il a été décidé de créer NIC en même temps que Nagoya Univ. COI. Pour le processus de spécification en vue de sa construction, certains cadres ont été envisagés, tels que "la DS est également nécessaire comme base de recherche pour la mobilité", ainsi que "créons la première DS au monde avec de telles spécifications qui permettent diverses recherches". Les détails ont été examinés principalement avec les professeurs Tetsunori Haraguchi, vice-directeur du GREMO de l'Université, les professeurs Yonekawa et Aoki, et deux conditions préalables ont été définies: , et 2) haute résolution (4K) capable de représenter correctement les formes de véhicules qui approchent progressivement de loin.

"Laboratoire sur les facteurs humains et le vieillissement" vise à créer une base de données sur les caractéristiques humaines, comprenant les caractéristiques physiques et la fonction cognitive des personnes âgées, afin de contribuer au développement de la société. conduire les technologies de soutien nécessaires là-bas. Son activité regroupe environ 50 membres dont 15 membres sont au cœur de son activité et incluent les membres qui participent à des recherches communes menées à l’intérieur et à l’extérieur de l’Université.

Le laboratoire met actuellement l’accent sur la collecte de données de base sur la fonction cognitive, la fonction visuelle et la fonction motrice chez les personnes âgées, qui évoluent avec le vieillissement. Il s’agit de créer une base pour enquêter sur le lien de causalité entre les accidents impliquant des personnes âgées et leurs caractéristiques. En particulier, en utilisant divers types d’équipements pour mesurer et contrôler différentes fonctions, dont DS, le laboratoire acquiert en permanence des données des mêmes personnes chaque année avec l’aide de quelque 300 personnes âgées. Le laboratoire a demandé à 100 d'entre eux de monter un caméscope de tableau de bord dans chacune de leurs voitures privées pour enregistrer leur conduite quotidienne. Ils sont conçus pour permettre à chaque fonction d’être associée à des caractéristiques de conduite.

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Contenu de la recherche sur Human Factors and Aging Lab.,
Institut de recherche sur la mobilité verte
Le professeur Aoki met également l'accent sur le consortium du système d'harmonisation des machines humaines (HMHS). Il est adopté dans le cadre du "Programme sur la plateforme d'innovation ouverte avec les entreprises, les instituts de recherche et les universités (OPERA)" (Agence japonaise pour la science et la technologie) et dans 4 instituts de recherche publics, dont Nagoya Université y participer. Il vise à étudier "Harmoware", une plate-forme pour les êtres humains et les machines intelligentes destinées à fournir des services en harmonie et à développer des applications fonctionnant sur cette plate-forme. Lui et d'autres ont coopéré pour étendre l'OS de conduite automatique développé à l'origine dans Nagoya Univ. dans Harmoware, obtenir les données tout en conduisant et les données des conducteurs en temps réel, et les traiter dans le nuage. Il dit qu'il aimerait partager ses avantages non seulement dans les scènes de conduite, mais aussi dans un large éventail de scènes de travail ou de vie.



 Développement, utilisation et avenir d'un DS stéréoscopique 3D à cinq écrans

"C'est FORUM8 qui a présenté la meilleure solution lorsque nous avions annoncé la production de la première DS au monde grand format 3D 4K", explique le professeur Aoki.

"Cependant, puisqu'il s'agit du premier au monde, nous l'avons créé conjointement avec FORUM8 d'une certaine manière. Actuellement, nous le développons également ensemble. En ce sens, ils constituent un partenaire fiable."

En 2013, en préparation de la Nagoya Univ. Projet COI et établissement de la carte réseau, les exigences fonctionnelles de la nouvelle DS ont été déterminées. Sur cette base, les DS de plusieurs sociétés ont été comparés et examinés. Il a été décidé de développer la nouvelle DS basée sur UC-win / Road de FORUM8. Après l’achèvement de la carte réseau en avril 2015, le «Système de démonstration des performances du véhicule: la DS haute précision» (4K, 3D CAVE, 6DOF) a été livré en juin. Il s'agit de la première grande DS stéréoscopique 3D à cinq écrans au monde offrant approche et immersion.

Le DS est installée dans la salle du simulateur de conduite dans le laboratoire d’essais au banc et de caractérisation de véhicules situé au premier étage du NIC. Pour réaliser une simulation de conduite et de déplacement de véhicule dans un espace VR à grande échelle, la DS installée au centre de la pièce est entourée de grands écrans ressemblant à des murs, avec un autre écran au sol. Au total, 20 ordinateurs personnels sont utilisés pour afficher des images sur des écrans respectifs par projection arrière.

Par exemple, ce simulateur de conduite est capable de représenter le symptôme de défauts du champ visuel causés par le glaucome de manière réaliste. Il permet de voir ses influences sur les opérations de conduite telles que le maintien de la voie ou le suivi du véhicule précédent. En outre, des tests sont également effectués avec DS pour déterminer les conditions qui entraînent une erreur en appuyant de manière erronée sur la pédale d'accélérateur et la pédale de frein, qui posent problème depuis quelques années, ainsi que le comportement de conduite qui suit une telle erreur.

À l'avenir, il prévoit d'étendre ses fonctions de support pour couvrir d'autres perturbations visuelles, telles que la dégénérescence maculaire liée à l'âge et la cataracte, ainsi que des événements tels que la perte soudaine d'un piéton.

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Membres du Laboratoire sur les facteurs humains et le vieillissement, Institut de recherche sur la mobilité verte


Grand simulateur de conduite stéréoscopique 3D à cinq écrans 4K FORUM8  livré à Nagoya Université en tant que DS pour la recherche et le développement de démonstrations de performance des véhicules en 2015

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Écrit par Takashi Ikeno
(Up&Coming '18 Edition d'automne)



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