Academy Users Report
Applied Cognitive Psychology Laboratory / Behavioral Science for Safety,
Graduate School of Human Sciences, Osaka University

Triển khai các hướng nghiên cứu bắt nguồn từ quan điểm của khoa học hành vi, với trọng tâm là tâm lý học và an toàn
Tiềm năng ứng dụng không gian ảo trong UC-win/Road DS cho việc mở rộng nghiên cứu

Đại học Osaka
URL: https://www.hus.osaka-u.ac.jp/
Địa chỉ: Suita, Osaka
Nội dung nghiên cứu: (về ứng dụng tâm lý học nhận thức) nghiên cứu về hành vi và nhận thức của con người trong các tình huống hàng ngày, (về khoa học hành vi an toàn) nghiên cứu tâm lý và hành vi nhằm tăng cường an toàn xã hội

"Vấn đề là, ngành khoa học xã hội chúng tôi rất khó để tự phát triển công nghệ cho riêng mình, vậy làm thế nào chúng tôi có thể tận dụng các sản phẩm, dịch vụ hiện có để giải quyết các vấn đề nghiên cứu?"

Ví dụ, trong một nghiên cứu về khả năng xác định phương hướng, nhóm nghiên cứu tiến hành các thí nghiệm để nghiên cứu các vấn đề như "những người kém về khả năng định hướng thì có đặc điểm gì" hoặc "con người thường bị lạc trong hoàn cảnh nào". Các cách làm trước đây bao gồm đưa người tham gia thí nghiệm đến một nơi nào đó và cho họ đi dạo quanh phố, đo lường chuyển động của người và xe bằng cảm biến, sau đó tiến hành phân tích từ các hình ảnh được ghi lại bằng máy quay.

Khi các game FPS (Bắn súng góc nhìn thứ nhất) xuất hiện, tính năng tạo bản đồ trong FPS đã được ứng dụng cho nghiên cứu nhận thức không gian và phương hướng. Khi đưa vào sử dụng hệ thống mô phỏng lái xe (DS) thực tế ảo (VR) 3D tương tác thời gian thực "UC-win/Road" của FORUM8, người tham gia thí nghiệm sẽ di chuyển ở chế độ "đi bộ" trong không gian VR của trình UC-win/Road. Nhóm nghiên cứu sẽ giám sát từ các hướng, góc độ khác nhau để tiến hành nghiên cứu các vấn đề, như "khác biệt giữa người có thể và không thể nhận biết tốt phương hướng". Dù ý đồ ban đầu của nhóm là khai thác tính năng của chế độ lái xe ô tô, nhưng sau đó nhóm đã thay đổi thành sử dụng chế độ chuyển động của người. Nói chung, điều quan trọng nhất, theo Giáo sư Shinohara Kazumitsu thuộc Viện Nghiên cứu Khoa học Nhân văn (lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng tâm lý học nhận thức), Viện Đại học Osaka, là khả năng nắm bắt và đưa ra giải pháp ứng dụng chính xác cho các công cụ, công nghệ tân tiến. Đây cũng là cách tiếp cận vấn đề phổ biến đối với khối nghiên cứu khoa học kỹ thuật.

Tại cùng viện nghiên cứu, khi Giáo sư Shinohara tham gia cộng tác nghiên cứu cùng các trường đại học khác và các doanh nghiêp, ông nhận ra tính khả dụng của UC-win/Road DS. Từ khi đưa vào sử dụng hệ thống DS cho Dự án Khoa học con người năm 2013, 2 phòng nghiên cứu của phân viện thuộc lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng tâm lý học nhận thức và lĩnh vực nghiên cứu hành vi an toàn đã cùng chia sẻ việc sử dụng hệ thống này.


Mô phỏng lái xe với bảng điều khiển acrylic có đèn LED được gắn vào màn hình phía trước để đánh giá phạm vi quan sát hữu dụng
Viện Nghiên cứu khoa học nhân văn - Viện Đại học, Đại học Osaka
Lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng tâm lý học nhận thức / năng lực hành vi con người
Giáo sư Shinohara Kazumitsu


Viện/khoa nghiên cứu đầu tiên của Nhật Bản về "khoa học con người"

Đại học Osaka được thành lập năm 1931, là Đại học Đế quốc thứ 6 tại Nhật Bản. Trường có hai khoa là Khoa Y, tiền thân là trường Tekijuku được bác sĩ, học giả Kōan Ogata thành lập năm 1838, và Khoa Khoa học, kế thừa từ Viện Nghiên cứu vật lý và hóa học Shiomi (thành lập năm 1916). Hơn 180 năm kể từ khi trường Tekijuku ra đời, trải qua quá trình mở rộng và tái cơ cấu, trường nay là Đại học Osaka (từ năm 1949). Hiện nay, trường đào tạo 11 khoa gồm văn học, khoa học nhân văn, ngoại ngữ, luật, kinh tế, khoa học, y học, nha khoa, dược, kỹ thuật, kỹ thuật cơ bản và 16 khoa đào tạo sau đại học, với tổng cộng hơn 23.000 sinh viên cấp cử nhân và cao học (số liệu tính đến tháng 5 năm 2020) theo học tại ba cơ sở của trường nằm tại Suita, Toyonaka và Minō.

Ấn phẩm lần này giới thiệu 2 lĩnh vực nghiên cứu thuộc Viện Nghiên cứu Khoa học Nhân văn (Viện đại học) là nghiên cứu ứng dụng tâm lý học nhận thức và nghiên cứu hành vi an toàn. Năm 1972, Đại học Osaka thành lập "Khoa Khoa học nhân văn" đầu tiên của Nhật Bản, độc lập với Khoa Văn học của trường. Khoa tập trung nghiên cứu tâm lý học, xã hội học và giáo dục, đồng thời xây dựng một cách tiếp cận độc đáo nhằm liên kết các ngành về khoa học nghiên cứu con người qua việc quy tụ nhiều lĩnh vực thuộc khoa học kỹ thuật trong khi vẫn duy trì trọng tâm vào nghiên cứu khoa học xã hội. Để đáp ứng mục tiêu này, "Viện Nghiên cứu Khoa học Nhân văn" được thành lập vào năm 1976. Hiện tại, khoa gồm bốn bộ môn: hành vi học, xã hội học, giáo dục và cộng sinh đa văn hóa, và viện nghiên cứu bao gồm bốn bộ môn: hành vi học, xã hội học/nhân văn học, giáo dục và cộng sinh đa văn hóa.

Mỗi khoa của viện nghiên cứu đều có một phòng thí nghiệm thuộc lĩnh vực nghiên cứu, với nhiều phòng thí nghiệm về tâm lý học trực thuộc các khoa hành vi học và giáo dục. Trong đó, cả hai lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng tâm lý học nhận thức và hành vi an toàn đều thuộc khoa hành vi học, với mục tiêu nghiên cứu là nhằm giải thích hành vi của con người từ nhiều góc độ khác nhau. Hiện khoảng 120 sinh viên đại học và 50 sinh viên sau đại học đang theo học tại khoa.



Các dự án đặc trưng trong hai lĩnh vực nghiên cứu

"Lĩnh vực nghiên cứu của chúng tôi bao gồm tâm lý học trong giao thông, tâm lý học ứng dụng và công thái học (môn học về yếu tố con người), là một phạm trù khá hiếm gặp trong các khoa tâm lý học."

Lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng tâm lý học nhận thức nghiên cứu về tâm lý học nhận thức với mục đích nâng cao khả năng tương thích giữa con người với các thiết bị, hệ thống tích hợp khoa học và công nghệ tiên tiến, những cái không thể thiếu trong xã hội hiện đại. Giáo sư Shinohara, người đứng đầu lĩnh vực này, nhận định rằng trong khi nhiều nghiên cứu liên quan đến giao thông đã được thực hiện, những năm gần đây, ngày càng có nhiều nghiên cứu áp dụng tâm lý học vào các lĩnh vực khác ngoài giao thông. Bản thân giáo sư đã có nhiều công trình trong lĩnh vực như nghiên cứu về nhầm lẫn giữa chân ga và chân phanh đã được thực hiện trong suốt 10 năm qua, hay nghiên cứu về cách duy trì sự tập trung trong môi trường làm việc trong phòng như tại lớp học được thực hiện vào năm ngoái.

Mặt khác, lĩnh vực nghiên cứu về hành vi an toàn giải thích trên phương diện tâm lý học các vấn đề liên quan đến cải thiện độ an toàn, thoải mái và linh hoạt của hành vi con người trong cuộc sống hàng ngày, khi làm việc hoặc trong các tình huống giao thông để đóng góp thành quả cho xã hội. Phó Giáo sư Hiroshi Nakai thuộc Viện Nghiên cứu Khoa học Nhân văn là giáo viên hướng dẫn trong lĩnh vực này, và hiện đang chú trọng nghiên cứu vấn đề an toàn cho trẻ em. Với từ khóa "đồng sáng tạo", PGS đang cố gắng tìm cách đóng góp cho nghiên cứu khoa học xã hội song song với việc cống hiến cho xã hội thông qua hợp tác với cộng đồng địa phương.



Đưa vào sử dụng UC-win/Road DS

Giáo sư Shinohara đề cập đến một ví dụ về phân tích hành vi và tâm lý của người lái xe, thuộc chủ đề nghiên cứu về tâm lý học giao thông. Như được mô tả ở trên, trước đây người tham gia thí nghiệm được yêu cầu lái xe thực sự và đeo thiết bị giám sát như camera, phía trước tầm nhìn của người lái xe được trang bị bóng đèn phát sáng để giúp đo phạm vi quan sát hữu dụng của người lái xe qua việc phân tích phản ứng của người lái xe với sự phát sáng của bóng đèn. Tuy nhiên, do các vấn đề về an toàn, các nhóm nghiên cứu đang dần chuyển sang các phương pháp sử dụng hệ thống DS hoặc tương tự. Khi làm việc với nhóm nghiên cứu, ban đầu, ông đã tạm thời dựng phần bóng đèn phát sáng bằng đồ họa máy tính (CG) trên hệ thống DS. Tuy nhiên, sau đó, ông đã cải tiến bằng việc quay lại cách làm vật lý là sử dụng một tấm acrylic trong suốt có gắn đèn LED.

"Tôi là người đã nêu ý kiến thay mới (hệ thống DS hiện có).". Vào khoảng năm 2011, khi vấn đề sử dụng điện thoại di động và ứng dụng điều hướng khi đang lái xe đang nhức nhối, Giáo sư Shinohara đã cộng tác nghiên cứu với các doanh nghiệp và phòng thí nghiệm của các trường đại học khác về tác động của hành vi này đối với người lái xe. Từ kinh nghiệm của các doanh nghiệp và trường đại học đã đưa vào sử dụng hệ thống UC-win/Road DS, niềm tin của giáo sư rằng hệ thống này có thể được sử dụng để đo phạm vi quan sát hữu dụng một cách hiệu quả càng được củng cố. Các doanh nghiệp đã sử dụng hệ thống DS khác lâu năm khi đến thời điểm thay mới thường có xu hướng chuyển sang hệ thống UC-win/Road DS do khả năng tùy biến cao và chi phí hợp lý. Cuối cùng, hệ thống DS này đã được quyết định đưa vào sử dụng để phục vụ cho nghiên cứu yêu cầu người tham gia thí nghiệm lái xe để đo trường nhìn hiệu quả trong khi lái xe đang tiếp diễn.

Nhân tại Dự án Khoa học Nhân văn năm 2013, hai phòng thí nghiệm về ứng dụng tâm lý học nhận thức và hành vi an toàn đã trang bị hệ thống UC-win/Road DS với cabin lái giống như xe thực tế và ba màn chiếu LCD. Kể từ đó, hai bên cùng sử dụng hệ thống DS này cho các nghiên cứu khác nhau của hai bên.

Nghiên cứu tác động của thiết kế biển báo tại khu vực giao cắt đường sắt đến hành vi của người lái xe ô tô với sự trợ giúp của hệ thống mô phỏng lái xe UC-win/Road


Phát triển đa dạng hướng nghiên cứu bằng cách ứng dụng hệ thống DS

Ví dụ về việc sử dụng UC-win/Road DS trong nghiên cứu của bản thân, Giáo sư Shinohara trích dẫn một nghiên cứu về tác dụng chống buồn ngủ cho người lái xe qua việc trò chuyện trong khi lái xe. Đầu tiên, người tham gia thí nghiệm được yêu cầu phải bám theo xe phía trước theo một đoạn đường thẳng, duy trì một khoảng cách nhất định với xe đi trước trên hệ thống DS. Trong thời gian đó, nhóm nghiên cứu tiến hành đo phản ứng với các kích thích đa phương thức như kích thích về thị giác (đèn LED chiếu sáng), về thính giác (âm thanh loa) và về xúc giác (chuyển động rung). Các nhiệm vụ phụ trong quá trình này như trò chuyện (chia thành 2 trường hợp là hành khách hợp tác/không hợp tác với tài xế), chơi nối đuôi chữ, tính nhẩm và nhập số, cũng được đưa vào so sánh và đánh giá tác động lên phạm vi quan sát hữu dụng và sự tỉnh táo của người lái xe. Nhóm nghiên cứu đã nhận thấy hiệu quả duy trì sự tỉnh táo nhất định mà cuộc trò chuyện khi lái xe mang lại cho người lái xe.

Ngoài ra, trong lĩnh vực nghiên cứu hành vi an toàn, hệ thống DS cũng được sử dụng để nghiên cứu các vấn đề như thay đổi hành vi lái xe khi thay đổi hệ thống báo hiệu trên đường. Trợ lý giáo sư tại Viện Nghiên cứu Khoa học Nhân văn, bà Mayuko Ueda, đã nghiên cứu về tác động của thiết kế biển báo giao thông tại nơi giao cắt đường sắt đến hành vi của người lái xe, khi bà làm việc tại Viện Nghiên cứu An toàn của Công ty Đường sắt Tây Nhật Bản vào năm 2014. Hình ảnh minh họa báo hiệu điều cấm/cảnh báo băng qua đường sắt khi tàu đang tới, cám ơn tài xế vì lái xe an toàn, nhắc nhở quan sát đã được thiết kế để đưa vào biển báo nhắc nhở người lái xe tự giác dừng lại tại các nơi giao nhau với đường sắt không có rào chắn. Để quan sát hành vi tại đường sắt một cách tự nhiên, người tham gia thí nghiệm điều khiển hệ thống DS được cài đặt để các hình ảnh được trộn lẫn và xuất hiện ngẫu nhiên, để nhóm nghiên cứu qua đó xác định được mức độ ảnh hưởng đến tỷ lệ người lái dừng xe. Nhóm nghiên cứu phát hiện rằng trong điều kiện có tàu thực sự đi qua, tỷ lệ dừng xe là gần 100% cho mọi kiểu biển báo, nhưng trong các điều kiện khác, biển báo kiểu thể hiện lòng biết ơn có hiệu quả hơn biển báo kiểu cảnh báo.

Giáo sư Rei Kinosada thuộc Bộ môn Thiết kế thông tin, Khoa CNTT, Đại học Khoa học và Công nghệ Shizuoka đã làm trợ lý giáo sư tại phòng thí nghiệm của Giáo sư Shinohara trong năm 2016 - 2017. Ông giới thiệu một nghiên cứu vào thời điểm đó về quyết định của người lái xe khi băng qua giao lộ, do ba người (trong đó có một sinh viên) đảm trách. Nghiên cứu tập trung vào sự thay đổi hành vi của người lái xe tùy thuộc vào việc phương tiện đang đến gần một giao lộ không có tín hiệu có được trang bị hệ thống hỗ trợ lái xe (hệ thống phanh tránh va chạm) hay không. Trong hệ thống DS, nhóm nghiên cứu thiết lập tình huống trong đó một xe tiếp cận từ hướng bên phải tại gần như cùng thời điểm với xe của người tham gia thí nghiệm ở nơi hai con đường có thông số kỹ thuật tương tự giao nhau. Nhóm nghiên cứu sẽ quan sát cách mà xe của người tham gia thí nghiệm, là phương tiện được ưu tiên qua giao lộ theo Luật Giao thông đường bộ, tiến vào giao lộ trong các điều kiện khác nhau. Kết quả tìm ra rằng, nếu biết rằng phương tiện đang tiến tới giao lộ có trang bị hệ thống hỗ trợ chuyển động (nói cách khác, nếu hệ thống hỗ trợ lái của phương tiện đó đáng tin cậy), thời điểm mà lái xe bắt đầu giảm tốc độ trước khi tiến vào giao lộ sẽ trễ hơn.

Mặt khác, cùng với sự phổ biến của màn hình HUD, ngày càng có nhiều nghiên cứu về lĩnh vực này những năm gần đây, và Giáo sư Shinohara cũng đang theo đuổi dự án so sánh các hình ảnh trình chiếu hiển thị một mắt (monocular) và hai mắt (binocular) trên HUD. Theo giáo sư, hiện chưa có nhiều dự án nghiên cứu sử dụng hệ thống DS trong nghiên cứu trình chiếu một mắt; mấu chốt của dự án này là nhằm tìm ra phương thức nào thích hợp cho việc lái xe nhất.

Viện Đại học Osaka - Viện Nghiên cứu Khoa học Nhân văn
Trợ lý giáo sư Mayuko Ueda
Đại học Khoa học và Công nghệ Shizuoka, Khoa CNTT, Bộ môn Thiết kế thông tin
Giáo sư Rei Kinosada

Thiết bị thử nghiệm để người lái lái xe theo sát trên hệ thống mô phỏng lái xe, sử dụng màn hình hiển thị một mắt


Hướng nghiên cứu trong tương lai và kỳ vọng đối với việc sử dụng hệ thống DS

Quá tin tưởng và phụ thuộc vào hệ thống lái xe tự động là vấn đề mà Giáo sư Shinohara lo ngại trong bối cảnh tính năng lái xe tự động ngày càng phổ biến. Giáo sư đã đề cập đến khả năng sử dụng hệ thống DS cho nghiên cứu trong tương lai nhằm tìm ra các nhân tố gây ra vấn đề tâm lý đó. Đồng thời, giáo sư cũng dự định tìm kiếm một hệ thống mô phỏng có thể hỗ trợ phát triển phương pháp đánh giá tốt hơn khả năng lái xe của người cao tuổi.

Giáo sư coi việc tận dụng các công cụ một cách hợp lý là chìa khóa trong quá trình nghiên cứu. Đặc biệt, UC-win/Road DS không chỉ thích hợp cho nghiên cứu về lái xe và cảm giác về phương hướng, mà còn áp dụng được cho các tình huống khác nhau sử dụng không gian ảo, vì vậy giáo sư tin rằng hệ thống này sẽ hữu ích trong các nghiên cứu liên quan đến không gian và hành vi. Phần còn lại phụ thuộc vào ý tưởng về cách ứng dụng hệ thống mô phỏng này vào các chủ đề nghiên cứu liên quan đến hành vi con người.

Tác giả: Takashi Ikeno
(Up&Coming '20  Ấn phẩm mùa thu)



Trang trước
  
Mục lục