Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

防災教育 / シリアスゲーム / システム開発 / VR / 防災学習 / 学習システム / 避難訓練 / 拡張現実感 / ヒューマンインターフェース / 教材開発 / ヒューマンインターフェイス / 教育工学 / 情報システム / ヒューマンインタフェース

本研究では、没入型ヘッドマウントディスプレイ（HMD）を用いて災害時の行動を学習する災害体験学習システム“もしも”を開発した。視界を覆うタイプのHMDを用いることで没入感の高い映像提示を実現すると同時に、操作感の向上と学習者の安全確保のため、ゲーミングフットコントローラを組み合わせた。このシステムを用いて学習するために、ゲームエンジンを用いて学習コンテンツを開発した。ビルが建ち並ぶ都内で首都直下地震（震度Ⅶ相当）が発生した状況を想定し、災害発生後の時間経過と共に発生する二次災害を定義したシナリオとした。ゲームエンジンを利用することで、ユーザの行動をリアルタイムに反映させることができた。

一般的な防災学習で行われる訓練は、災害が発生していない日常の世界での訓練となるため、現実感に欠けてしまう面がある。このため、より災害が自分の身に起こりうる事として捉えやすくする、つまり「わがこと意識」が醸成されるような工夫が必要となる。学習者が没入しやすくなる仕組みを実装した点は有用であると考える。また、防災教育の機会を設けやすい学校現場で取り入れる際には、手軽に安価で実施できることが重要なポイントとなる。本研究では民生機器を用いて開発しているため、現場での実践にも転用できるシステムである。

拡張現実感 / プロジェクターシステム / ユビキタス情報環境 / バーチャルリアリティ / ユーザインタフェース / ユーザインターフェース

映像プロジェクタをベースに，ビット情報を画素の高速点滅による不可視情報として投影する「情報投影技術」の確立のため，以下の３つに取り組んだ。(1)インタラクティビティの向上：プロトコルを精査し，FPGAによる高速処理を実現した。(2) 情報通信の効率化と情報投影の高画質化：高効率符号化手法をソフトウェアで実現した。LEDバックライトの制御で全画面同期の画質劣化を抑えた。赤外光源による画質劣化抑制手法の可能性を明らかにした。(3) 情報投影基盤技術の確立：FPGAとLED光源制御を統合したシステムを構築した。また，一般のLCDに色変調をかけることで，情報投影技術の思想を汎用性の高い機器に拡張した。

情報投影技術の確立は，これまでソフトウェアでデータを生成することで得てきた知見を集大成するものであり，さまざまなトレードオフの関係を体系化する学術的な意義がある。また，情報投影技術の基盤となるハードウェアが完成することで，拡張現実感を始めとするヒューマンインタフェース技術の発展に与える影響は少なくない。特に，デジタルサイネージやミュージアムでの展示物に対する情報提示，テーブルトップインタフェースなどの大画面映像において，複数の受信機（個人のスマートフォンから，今後の研究が期待されるロボット群まで）をキャリブレーションなしで使えるようになるメリットは大きい。

感覚間相互作用 / 味覚 / 満腹感 / 食感 / 嗅覚 / 拡張現実感 / バーチャルリアリティ / 食体験 / クロスモーダル / 食体験提示 / 味覚ディスプレイ

本研究では，食にまつわる感覚として味覚・食感・満腹感に注目することで，元となる食品の味覚・食感・満腹感を感覚間相互作用によって任意に制御する手法を構築し，それらの手法の定量的評価により感覚間相互作用を効果的に誘発する方法論を明らかにした．また，食味を変化させる感覚間相互作用における視覚，嗅覚，味覚のそれぞれの感覚の寄与度合を明らかにし，それに基づいて感覚間相互作用に基づく食味提示手法の簡略化を可能にする手法を実現した．これらの研究を通じ，開発した技術を組み合わせることで多様な食体験をバーチャルに合成するシステムを実現できることを示した．

感覚間相互作用 / 食体験提示 / 味覚提示 / 食感提示 / 満腹感提示 / バーチャルリアリティ / 拡張現実感 / 五感情報通信

本研究の目的は,感覚間相互作用を誘発することで簡易な刺激から食にまつわるさまざまな感覚を作りだす手法を明らかにし,限られた化学物質・食品から多様な味・食感・ボリュームを体験することができるバーチャルな食体験システムを実現することである.VRによる食体験の合成は,その中心となる味覚提示手法が確立されていないためほとんど研究が進められてこなかった.本申請では,ある感覚が他の感覚刺激と同時に提示された場合,感覚間の相互作用によって本来とは異なる刺激として知覚されるという現象(感覚間相互作用)に着目し,簡易な刺激の組み合わせから食にまつわる感覚を多彩に認識させ,多様な食をバーチャルに体験できる手法の提案と実証を行う.
本年度は,味覚提示に関して,視覚・嗅覚が味覚を変化させる感覚間相互作用にどの程度寄与しているかを明らかにした.また,口腔内への嗅覚提示と鼻部への嗅覚提示それぞれがどの程度味覚を錯覚させる効果があるかについて実験を行い,鼻部よりも口腔内への嗅覚提示のほうが味覚を変化させる感覚間相互作用の効果が大きいことを実証した.さらに,感覚間相互作用を効果的に誘発する拡張現実感生成のため,食品の欠け,割れ,変形などの状態変化に対応可能な物体認識手法を開発した.
食感については先行研究や他グループの研究結果を整理したうえで,適切な刺激の提示方法や咀嚼の検出手法について基礎的な検討を行った.
さらに,当初技術的な困難さを予想していた課題である満腹感についても,拡張現実感によって食品の見た目のサイズを変更する手法を構築し,身体と食品との相対的なサイズ比を変化させることで,定量の食事から得られる満腹感を操作できることを明らかにした.これは,これまで提示が難しくほとんど扱われてこなかった内臓感覚を変化させることが可能なシステムという点でも,意義のある成果であると考えられる.

【研究連携者】
廣瀬通孝	東京大学	大学院情報理工学系研究科	教授	(Kakenデータベース)
谷川智洋	東京大学	大学院情報理工学系研究科	講師	(Kakenデータベース)