vol.18
 Academy Users Report
 學術用戶介紹/第18回
名古屋大學 未來社會創造機構 交通領域 「人類老化特性研究室」

打造「健康安全的高齡者交通社會」,高齡駕駛所帶來的影響等研究
與FORUM8共同開發-世界首創4K 3D CAVE的大型5面立體視DS

名古屋大學 未來社會創造機構
交通領域 人類老化特性研究室
URL http://hflab-nu.com/
地址 名古屋市千種區
研究開發內容
研究包含高齡者的身體特性及認知功能人類特性資料庫的架構、人類特性與駕駛行為間的關係

「人類研究可說是非常深奧,因此有時會需藉由使用各種最新進工具來理解至今不了解的事情」

青木宏文特任教授(名古屋COI據點副研究組長)原為專攻機械工程,因而對機械工程有關人的部分感興趣的名古屋大學未來社會創造機構交通領域(人類老化特性研究室負責人)。長年以來即便研究重心由建築環境及都市計畫轉變為宇宙、自動車等,卻仍然持續著人因工程學觀點的各種研究開發。此外在過程中,青木教授率先注意到虛擬實境(VR)的發展性,並獨自徹底投入於工具化等先進資訊通訊科技(ICT)的應用。

目前,對於人類與機械之間的關係,特別是致力於人類老化對於其響等研究的青木教授,使用了具備高精緻度及立體視的大型駕駛模擬器(DS)。青木教授表示,因此可發現過去方法中無法達到的部分,並希望往後駕馭該DS使其可與下個階段的人類研究做連接。

青木教授於2013年搬到名古屋大學。與此同時,大學為了國家項目「名古屋大學COI」開始著手建立NATIONAL INNOVATION COMPLEX(NIC:2015年竣工)。為了促進研究需要高精準度的駕駛模擬器。2015年青木教授決定以FORUM8的3D即時模擬軟體UC-win/Road為基礎,共同開發史無前例的高性能駕駛模擬器。



 研究開發的轉型和VR的使用

青木先生說道「上早稻田大學時的專業是機械工程,在東京工業大學院研究的是建築或城市空間等環境如何影響人類行為,即人體工程學」。一方面,教授從大學時代開始對宇宙感興趣,作為機械工程學的一個環節專注火箭的研究,大學院生時研究轉移到宇宙居住的領域。當時與宇宙開發事業團(NASDA:現在改名為JAXA)有過共同研究。之後,搬到麻省理工學院(MIT)利用先前積累的知識,與美國國家航空航天局(NASA)合作研究宇航員培訓應用等內容。

同時為了評估計劃階段的建築物對街道風景的影響,教授從大學院時代(1996年)開始從設計圖製作3D·CG。但僅僅那樣就無法體現真實感,所以之後將場景嵌入內視鏡並結合了CG做出來的人流和汽車,獨自創造出了VR,而且可以透過頭戴式顯示器(HMD)體驗的系統。

未來社會創造機構 交通領域
人類老化特性研究室
米川 隆 特任教授
未來社會創造機構
技術支援室
高井 章治 特任主席技師
交通領域
人類老化特性研究室
稻上 誠 研究員
未來社會創造機構 交通領域
人類老化特性研究室 青木 宏文 特任教授
(名古屋COI據點 副研究負責人)
此外,在宇宙空間站(無重力環境)內空間形狀和方向感覺關係的研究(1999~2000年)中,使用VR進行視覺模擬。使用VR的功能表現失重、視覺倒置的感覺,進行空間站設計的研究。

在麻省理工學院,與NASA合作研究宇航員的空間認知能力(2004~2007年)的項目中使用VR,並根據其情況作出相應的對策得到了認可。
在長期與人類相關的研究過程中,教授感覺自己想做「能作出產生關聯的實際產品」,於2007年加入豐田公司。

教授的想法以及擁有的專業知識與豐田公司的需求相符合。加上豐田東富士研究所的最大的駕駛模擬器被米川隆教授等人所導入,更是增加了青木教授的興趣。

從那時起,青木教授使用東富士研究所的駕駛模擬器進行各種基礎研究,經歷了產品化的過程。例如,預碰撞安全系統(PCS)開發相關的研究工作中,根據用於防止追尾碰撞的駕駛員,基於各個視覺特性來制定不同的制動時間,並且提出接近感指數“PRE”。 進行實際操控使用駕駛模擬器和實際車輛測量並評估效果。該成果從2012年被豐田的PCS採用。


 以名古屋大學COI為據點研究老化特徵

研究成果被商品化後想再次回到學術界,就在此時名古屋大學選擇參與文部科學省發表的的「地區資源利用,及產學共同創建國際科學創新據點發展項目」,決定建立「名古屋大學COI」。青木教授於2013年4月轉入名古屋大學,並參加了建設項目。

名古屋大學COI在「基於人的交通創新據點」的理念下,構建「老年人充滿活力的交通社會」。COI項目的研究體制為
  • 1)交通研究
    2)資訊基礎研究
    3)生活・健康基礎研究
    4)永續基礎研究
    5)強調領域研究
5個領域。與此同時,交通研究由
  • 1)智慧化交通研究
  • 2)人類老化特性研究
  • 3)交通・資訊系統研究
3個領域組成,人類·老化特性研究由支援手法開發小組和青木教授負責的「人類·老化特性」小組組成。

名古屋大學決定建設COI同時決定開設NIC,並且構想了「作為交通研究據點需要駕駛模擬器」,「建設世界首台可以做各種研究的駕駛模擬器」等框架。同大學交通領域的原口哲之副領域長,米川教授以及青木教授為中心詳細討論的結果,1)與前方車接近感覺表現突出的立體視覺。2)遠方車輛逐漸接近時可以正確表現車輛大小的高解析度(4K),得出以上兩個硬性指標。

「人類・老化特徵研究室」的主旨是透過延長健康壽命和駕駛年齡實現老年人可以充滿活力的生活,因此為了開發老年人的駕駛支援技術,致力於建立老年人的身體特徵和認知功能相關的人類特徵資料庫。此次研究以15名研究員為中心,加上校內外共同研究者,共有50名成員進行合作研究。

現在研究室的主要任務是不斷收集根據年齡增加變化的老年人的認知功能、視覺功能、運動功能相關的數據。這些數據將是研究老年人交通事故與老年人特徵的基礎數據。具體而言,使用駕駛模擬器和各種測量機器,從300多名老年人(協助者)收集每年的變化數據。其中100人答應在自家車上搭載行車測量儀、記錄日常的駕駛。能夠研究各功能與駕駛特性關聯。

青木教授注重的另一個研究項目是「人體機械音樂技術聯盟(HMHS)」。此項目被「產學共創平台共同研究推進項目」所選中,除名古屋大學外3所研究機構參加。研究人類和智能機械合作服務的平台「Harmoware」中運行的應用程序。青木教授等人將名古屋大學開發的自動駕駛OS拓展為Harmoware,收集駕駛數據和駕駛者的即時資訊,上傳到雲端進行處理後進行連接。不僅在駕駛場面,也可以用於工作和生活相關的研究。

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未來社會創造機構 交通領域
人類老化特性研究室的研究內容


 大型5面立體視覺駕駛模擬器的開發和使用,今後的展望

青木教授說道「在構建世界上第一個4K 3D大尺寸的駕駛模擬器時,FORUM8提出了最出色的解決方案」。

「但是作為世界首次的駕駛模擬器產品,有些部分是共同努力才構建出來的。現在也是一起使駕駛模擬器更加完善化,從這裡可以知道FORUM8是一個值得信賴的合作夥伴。」

在2013年名古屋大學進行COI項目和NIC建設準備時,設定了新駕駛模擬器的功能指標。從幾家公司的駕駛模擬器進行比較,最後決定以FORUM8的UC-win/Road為基礎開發模擬器。2015年4月NIC竣工後導入了實現高精準度的接近感和沉浸感的世界首發大型5面立體視覺的「車輛性能驗證裝置 高精度駕駛模擬器」。

放置駕駛模擬器的NIC一樓,車輛台上特性評估室的駕駛模擬室。為了真實重新車輛駕駛情況,在中央位置的駕駛模擬器周圍牆壁設置了大型螢幕。由20多台電腦負責螢幕顯示圖像。

例如駕駛模擬器可以模擬青光眼導致的視覺缺損的症狀,觀察對維持車線或追隨前車的印象。此外,可以測試近年頻發的油門踏板踩反時的情況以及發生後的駕駛者反應相關的研究。

今後將增加其他的功能。例如對應高齡黃斑變性或白內障等視覺障礙對駕駛的影響,步行者突然走到車前等情況。

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未來社會創造機構 交通領域 人類老化特性研究室各位


大型4K5面立體視駕駛模擬器  
作為車輛性能驗證研究・用於開發的DS,2015年FORUM8向名古屋大學提供

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執筆:池野隆
(Up&Coming '18 秋季號刊載)



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