리스크의 예측이나 제어를 통해, 사람과 자동차의 새로운 인터럭션의 디자인으로
－각종 센서나 DS를 구사, 드라이버 상태의 검출・추정으로부터 적절한 지원의 수법 구축을 목표로 한다－
사고나 재해는 물론, 급속한 정보 통신 기술（ICT）의 진전을 반영한 그 편리성과 정반대의 리스크등 ― 현대 사회에 있어서 우리는 다양한 리스크에 노출되어 있습니다.
이번 소개하는 것은, 츠쿠바대학 대학원 시스템 정보 공학 연구과 리스크 공학 전공입니다. 거기서는 이러한 시대의 요구에 대응하여, 광범위에 걸치는 리스크를 크게 4분야로 분류. 다양한 리스크의 발생부터 그것들의 해결에 이르는 동안의 각종 문제에 대해서, 유연하고도 선도적인 교육・연구를 실시하고 있습니다. 그 중에서, 사람과 기계와의 관계에 특화하고, 선진의 시뮬레이션 기술 및 센싱 기술을 활용하면서, 사람의 인지나 의사 결정에 관한 특성・메커니즘의 해명, 그것들을 고려한 시스템으로써 사람으로의 지원 그 본연의 자세를 찾고자 하는 「인지 시스템 디자인 연구실」이나가키 토시유키 교수, 이토 마코토 준교수의 대처에 초점을 맞춥니다.
우리 나라에서는, 교통 사고 대책 기술의 연구 개발이 중요 과제로 위치가 부여되고 있습니다. 이것에 대해서 동연구실은, 사람의 인지 시스템에 관한 연구에 임해, 드라이버와 자동차의 인터페이스를 그 대상으로써 설정. 다채로운 앵글로부터 드라이버의 상태를 계측・검출・추정하고, 차량측에서 드라이버를 지원하는 시스템의 디자인을 목표로써 해왔습니다. 그러한 과정에서 실험을 거듭하는 동안, 다른 요구에 유연하게 대응하며, 실제의 주행 씬에 가까운 환경을 쉽게 재현할 수 있는 드라이브・시뮬레이터（DS）가 요구되었습니다. 그와 같은 경위로부터 포럼에이트의 3차원 리얼타임 VR（버추얼 리얼리티）베이스의 사륜실차형「UC-win/Road드라이브・시뮬레이터」가 채용되었습니다.
거기서, DS의 도입 결정, 그 후의 활용에도 솔선해서 임하고 있는 동연구실의 이토 마코토 준교수님께 말씀을 들었습니다.
| ■연구실의 위치 부여와 그 연구 대상 |
츠쿠바대학은 1973년, 동경 교육 대학의 이전을 계기로, 종합대학으로써 발족. 이후 36년을 거치는 가운데, 츠쿠바・동경（오오츠카 지구 및 아키하바라 지구）의 3캠퍼스에 7학군（인문・문화, 사회・국제, 인간, 생명 환경, 이공, 정보, 의과）・2전문 학군（체육, 예술）・8대학원 연구과（교육, 인문 사회 과학, 비지니스 과학, 수리 물질 과학, 시스템 정보 공학, 생명 환경 과학, 인간 종합 과학, 도서관 정보 미디어）를 이루기까지 발전. 소속하는 학생수는 학군 10,190명, 대학원 6,556명, 계 16,746명. 외국인 유학생은 101개국・지역에서 1,527명에 달합니다（2009년 4월 1일 현재）.
그 중, 동대학원 시스템 정보 공학 연구과는 사회 시스템 공학, 경영・정책 과학, 리스크 공학, 컴퓨터 사이언스, 지능 기능 시스템, 구조 에너지 ― 의 각 전공으로 구성. 단, 앞의 2전공은 박사 전기 과정만, 후기는 대신하여 사회 시스템・매니지먼트 전공이 들어갑니다.
게다가, 리스크 공학 전공에서는 현대 사회에서 일어날 수 있는 다종 다양한 리스크를, 토탈 리스크 매니지먼트, 사이버 리스크, 도시 리스크, 환경・에너지 리스크의 4분야로 크게 나눔. 각각의 분야에 대해서 복수의 연구실・그룹이 대응하며, 구체적으로 리스크를 예측・제어하는 능력의 육성, 이론・응용 연구의 성과를 통한 사회로의 공헌, 세계적 시야의 선봉으로써 리더쉽 발휘를 목표로 하고 있습니다.
이번에 채택한 인지 시스템 디자인 연구실은, 학제적인 토탈 리스크 매니지먼트 분야로 위치가 부여됩니다. 테마는 「사람과 기계의 관계를 디자인 한다」. 상황에 따른 인간과 컴퓨터의 협조의 본 자세 및 그것을 실현하기 위한 휴먼 인터페이스의 연구를 타켓으로 하고 있습니다. 그것을 향한 어프로치로써, (1)사람의 인지 특성과 의사 결정 과정을 고려하면서 인간이 진행하는 태스크를 지원하는 시스템을 디자인한다 (2)인간의 의사 결정 과정의 수리 모델을 구축・해석, 그것에 의한 인간의 움직임을 예측한다 (3)DS등을 이용한 심리학적 실험을 통해 수리 모델을 개량, 그것에 기초를 둔 시스템 디자인의 인지 공학적 평가를 실시한다 ― 라고 말합니다.
이전은, 고도로 자동화된 사람과 기계가 관계되는 시스템으로써 항공기에 착안하고 있었습니다. 그러나, 그러한 기술은 점차 자동차에도 침투. 한편, 교통사고에 의한 사망자수는 피크시와 비교하여 감소 경향에 있다고는 말하지만, 사고 건수는 여전히 높은 수준에 있으며, 그 대책 기술 개발로의 기대가 높은 점으로부터, 최근에는 후자가 주요한 연구 대상이 되고 있습니다.
그 때, 예를 들면 ITS（지능형 교통 시스템）는 사람과 도로와 차량의 3자를 최첨단의 ICT로 연결하여, 도로 교통 문제의 해결을 도모하고자 하는 사고방식에 이릅니다. 이것에 대해서, 동연구실의 스탠스로써 당면은 사람과의 관계로부터 차 단일체로 포커스하고 있는 차이가 있다고 말합니다.
| ■자신의 연구에서는 추돌 문제에 웨이트 |
이와 같은 연구실의 특징의 일단을 나타내는 대처 예로써, 이토 마코토 준교수는 문부과학성 과학 기술 진흥 조정비（(독)과학 기술 진흥 기구）에 의한 중요 과제 해결형 연구 프로젝트「상황・의도 이해에 의한 리스크의 발견과 회피」（2004~2006년도）를 듭니다. 이것은 동연구실의 이나가키 토시유키 교수를 대표자로 다수의 대학・연구 기관이 참가. 교통사고로 연결되는 「사상의 연쇄」를 끊을 것을 목적으로, 연쇄의 상류에서 리스크를 회피하기 위해, 드라이버가 산만한 운전등의 잠재적 불안전 상태가 되는 것을 방지, 가령 그렇다 하더라도 조기에 안전한 운전 행동으로의 복귀를 재촉하고자 하는 구성을 개발하고 있습니다.
동프로젝트에서는, 상황과 드라이버의 의도와의 사이에 리스크로 연결되는 어긋남이 있는가 없는가를 검토. 거기서 우선, 주행중인 드라이버 및 바깥의 상태를 관측했습니다. 「그때까지의 시스템은 바깥만을 보고 있어, 드라이버의 상태도 입각한다고 하는 형태로는 되지 않고 있었습니다」. 그러나, 드라이버의 지원이라고 하는 것을 생각하면, 바깥의 상황에 따른 드라이버측의 지각・인지・판단・조작이라고 한 상태를 계측・검출・추정한 다음에, 적절한 지원을 해야 합니다. 결국 드라이버의 상태를 어떻게 추정할 것인가가 포인트가 되었다고 말합니다.
이 「드라이버의 상태를 알 것」, 또 그 위에서 직면하고 있는 리스크의 크기나 시간적인 여유의 정도에 의해서 「지원 방법을 어떻게 할 것인가」는, 현재도 동연구실에 있어서 중요한 과제라고 위치를 부여하고 있습니다. 지원에는, 예를 들면, 경보나 리마인더라고 하는 마일드한 수법부터 시스템이 드라이버를 대신하여 브레이크를 걸어 버리는 것까지 여러가지 상정됩니다. 거기서, 어디까지라면 안전 확보를 위한 제어에 시스템이 개입되어도 좋은지, 게다가 그러한 기능을 자동차에 탑재했을 때에 무엇이 일어나는가 ― 를 이론적으로 생각할 필요가 있습니다. 더불어 그 때는, 실제로 드라이버가 각각의 지원을 어떻게 느끼고, 어떤 행동을 취할 것인지도 거듭해 보지 않으면 안됩니다. 이와 같은 목적으로부터 동연구실에서는 지금까지도 DS를 사용해, 드라이버의 상태 추정과 지원의 확인에 임해 오고 있습니다.
드라이버의 상태를 아는 방법에 대해서, 이토 마코토 준교수님은 압력 분포 센서에 착안하고 있습니다. 이것은 하중이 걸리면 압력 분포가 변화하고, 드라이버의 자세의 변화를 추종하여 인식할 수 있다는 것. 카메라로 찍은 얼굴 화상을 사용하는 방법과 비교해 드라이버로의 정신적인 부담이 적고, 좌석에 세트해 두는 것만으로 취급도 심플. 드라이버의 자세 추정에 대해서는 대체로 그 유효성이 인정받는 것 외에, 예를 들면 ACC（차간 거리 제어）시스템에 의한 주행시에 브레이크 페달을 밟으려고 하기 직전의 자세와 밟을 의사가 없을 때의 자세와의 차이, 주행시에 피로나 졸음을 일으키고 있는 상태등의 추정에도 응용할 수 있을 것 같다고 말합니다. 「그 의미에서는, 여러가지 있는 파괴（운전으로의 주의 저하）상태의 대부분은 압력 분포 센서를 사용하는 방법에 의해 검출할 수 있을 것 같으며, 현재는 그 정밀도 향상에 힘을 기울이고 있는 중입니다」
한편, 지원의 방법에 관해서는, 예를 들면, 추돌이 다가오는 상황하에서 드라이버의 주의가 다른 곳을 향하고 있는 경우, 시스템측이 언제 강제적으로 브레이크를 거는가 라고 하는 디자인의 문제도 검토중. 일본에서는 ASV（선진 안전 자동차）의 기본적인 사고방식으로써, 드라이버가 브레이크를 밟는다고 하는 의사 표시를 하지 않는한 시스템이 개입할 수 없다고 되어 있습니다. 단 충돌이 거의 활실할 때, 그것에 의한 피해를 경감하기 위한 것이라면 예외적으로 인정받고 있다（프리크랏슈 세프티 시스템등）는 것이 실정. 그러나 이전, 해외의 자동차 메이커가 저속도 영역에서의 강제 개입을 실현한 것으로부터, 고속도 영역에서의 새로운 개발로 연결하려고 하는 대응이 요구되어 왔습니다. 그 때문에 학외와도 제휴. 드라이버의 과신을 낳지 않기 위한 이론화나 물리적인 추돌의 리스크 평가가 진행되고 있습니다.
최종적으로는 이것들을 통합. 드라이버의 상태를 추정하고, 시스템을 디자인. 아울러 드라이버에 과신이 일어나지 않도록 잘 매니지먼트 해 나가고 싶은 생각입니다.
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| ▲츠쿠바대학 종합 연구동 Ｂ동 | ||
 ▲이토 마코토 준교수 |
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| ▲사륜실차형「UC-win/Road드라이브・시뮬레이터」 | ||
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| ▲UC-win/Road드라이브 시뮬레이터에 의한 연구 발표 자료 | ||
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| ▲UC-win/Road드라이브 시뮬레이터에 의한 연구 발표 자료 | ||
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| ▲자동차 운전 기능을 이용하여 차간 거리를 유지한 스무즈한 주행을 재현 |
| ■DS이용의 한층 더한 연구 전개 |
동연구실에서는 실험용으로써 일찍부터 DS를 활용해 왔습니다. 하나는 고속도로 코스만의 정지형 시스템. 다른 하나는 고속도로 외에 시가지등의 코스도 구비한 모션 기능이 있는 시스템. 양쪽 모두 코스는 기성으로 설치하자마자 이용할 수 있는등, 각각 우수한 특징이 있는 반면, 여러가지 시추에이션을 설정하여 실험을 하고 싶다는 요구가 높아지는 중, 그것에는 좀처럼 대응할 수 없다고 하는 난점도 있었다고 말합니다.
그와 같은 배경으로부터 이토 마코토 준교수는 당사의 「UC-win/Road드라이브・시뮬레이터」에 착안. 2007년의 도입에 이르렀습니다.
이에 따라, 앞의 연구 프로젝트 종료후, 자신이 대표자로 하고 있는 문부과학성 과학 연구비 보조금（(독)일본 학술 진흥회）의 연구 프로젝트 「비구속 모니터링에 기인하는 추돌 방지 지원과 과신 억제 인터페이스」（2006~2008년도）에 임하는 과정에서, 전술의 압력 분포 센서를 동DS에 장착하여 이용. 계속해서 스타트한지 얼마 안된 동연구 프로젝트「자연스러운 운전 상황중에서의 인간-기계 쌍중심형 다층적 추돌 회피 매니지먼트」（2009~2011년도）에도 활용해 나갈 예정입니다.
또한 그것과 병행해서 올해 전반, 리스크 공학 전공의 학생용 수업으로 임해진 「고속도로로의 안전 자동 운전 도입에 의한 리스크 저감 효과의 분석」의 연구에서는, 학생 한명이 사용방법의 공부를 포함해 약 1개월간에 미사토 요금소~모리야 SA까지 11.3km구간을 모델화. 그것을 베이스로 DS를 이용한 분석이 진행되고 있습니다.
「바로 이 DS이기 때문에 단기간에 코스를 작성할 수 있었으며, 게다가 상당히 정확하게 지형을 재현했다고 생각하고 있습니다」. 이토 마코토 준교수는 이러한 일련의 당사 DS의 이용에 입각해, 금년도중에 한층 더 복수의 연구를 비롯해, 적극적인 활용을 도모해 가고 싶다고 말합니다.
바쁘신 와중, 취재에 대응, 협력해 주셔서 다시 한번 감사의 말씀드립니다.
