Academy Users Report
教育用户介绍/第26回
大阪大学研究生院 人类科学研究学院
应用认知心理学研究领域/安全行动学研究领域

从行为角度出发,以心理学和安全为中心开展各种研究
使用UC-win/Road DS为基础的假想空间来拓宽研究方向

大阪大学
URL https://www.hus.osaka-u.ac.jp/
地址 大阪府吹田市
研究开发内容:(应用认知心理学)在日常情况下对人类行为和认知的研究,(安全行为)旨在提高现实世界安全性的心理和行为研究

“由于我们学院主要是文科专业,以自己的技术开发起来可能很困难,因此将来的重点就是如何充分利用现有的各种产品、服务来解决我们的研究课题。

例如,在研究方向感缺失问题上,我们预计需要做的实验是“什么样的人是没有方向感的”或者“人在什么情况下会迷路”。在过去采用过的研究手法是,使用诸如将对象实际带到某个地方然后让他们在城市中走动,并使用传感器测量人员和汽车的移动以及使用摄像机拍摄的图像的逐帧分析的方法。

当FPS(第一人称射击)游戏开始出现时,创建FPS地图的功能被应用于空间认知和方向感的研究。此外,在引入了基于FORUM8的3D实时VR“UC-win/Road”的驾驶模拟器(DS)之后,由UC-win/Road创建的VR空间将以步行模式移至对象。响应于此,在控制如何从各种方向和角度进行显示的同时,我们正在开展诸如“具有良好方向感的人与具有不良方向感的人之间的区别是什么”的研究。该产品原本打算在购买时用于汽车的驾驶场景,但通过将其替换为人员移动来构思。换句话说,大阪大学人文科学研究科的筱原说,工程人员常用的方法,例如了解世界上的工具和新技术以及如何利用它们,是他们的一大关键。

在同一研究生院,筱原教授与其他大学和公司一起参与联合研究时,他意识到UC-win/Road DS的可用性。它是在2013年人类科学项目中引入的。此后,DS由应用认知心理学和安全行为研究生院的两个实验室共同运营。


带有丙烯酸面板的驾驶模拟器,前面板装有LED,可进行有效的现场评估
大阪大学 大学院 人类科学研究学院
人类行为讲座/应用认知心理学研究领域
篠原 一光 教授


日本第一个被冠以人类科学的学院/研究院

大阪大学创立于1931年,是日本第六个成立的帝国大学。有两个系,分别是由绪方兴安(Koan Ogata)于1838年建立的Jukujuku的医学系和接替Shiomi物理和化学研究所(1916年成立)的理学院。 自学校成立以来已有180多年的历史,大学逐步扩展和重组了该系统,包括向新系统大阪大学(1949年成立)的过渡。 目前,它由11个文学,人文科学,外语,法律,经济学,科学,医学,牙科,药学,工程,基础工程学院和16个研究生学院组成。 共有超过23,000名来自大学和研究生院的学生(截至2020年5月,所有数据)都位于福田,丰中和美浓三个校区。

这次,将介绍属于人文科学研究科的应用认知心理学和安全行为研究。1972年,日本第一所“人文科学学院”在大阪大学成立,独立于文学学院。 校园中最新的教师集中在心理学,社会学和教育领域,并建立了一种独特的方法,该方法旨在通过将跨越科学的多个学科捆绑在一起,同时重视人文科学,从而致力于人文科学的跨学科研究。为此,1976年成立了“人类科学研究生院”。 目前,该学院由四个学科组成:行为,社会学,教育和共生,而研究生院由四个系组成:行为,社会学/人类研究,教育和共生。

研究生院的每个系都有一个名为“研究领域”的实验室,在行为和教育系设有几个与心理学有关的实验室。 其中,应用认知心理学和安全行为的研究领域都属于行为科学体系。 该系招收了约120名本科生和约50名研究生,其目的是从各个角度科学地阐明人类的行为。



两个研究领域的特色工作

“我们的研究领域包括交通心理学,应用心理学和人体工程学,这在心理学系中是不寻常的。”

抱着提高集合了人类、社会都不可或缺的高科技机器与系统适宜性的想法负责该领域的筱原教授解释说,尽管在那里进行了许多与交通有关的研究,但近年来,越来越多的案例尝试在交通以外的领域进行应用心理学的研究。在过去的十年中,他一直在进行踩错加速器和刹车相关的研究,以及例如去年进行的关于如何在室内工作环境中保持注意力的研究。

另一方面,安全行为研究领域从心理上阐明了在日常生活,工业或交通情况下与人类行为的安全性,舒适性和可操作性改善相关的问题,并将研究结果回馈给社会。人类科学研究生院的中井宏史教授是该领域的讲师,他目前专注于儿童安全。他表示,以“共同创造”为关键词,他正在探索自己如何为文科研究做出贡献,同时致力于通过与当地社区的合作回馈社会。



引进UC-win/Road DS的经过

作为交通心理学的各种研究课题之一,筱原教授提到了一个分析驾驶员行为和心理的例子。像上述情况一样,在过去被试者被要求使用诸如视线追踪器之类的设备实际驾驶汽车,并根据对驾驶员眼睛前方安装的麦球的发光反应来测量驾驶过程中的有效视野并进行习惯性测试。然而考虑到安全问题,这种方法逐渐转移到使用DS等的方法。当他与工程研究人员组成小组时,可以将麦球的发光部分绘制在DS前面的CG上。但是,此后发光部分的功能又返回到使用带有嵌入式LED的透明丙烯酸板的物理方法,他回忆道。

“我一直呼吁在现有DS中导入这个功能。” 2011年左右,当驾驶时使用手机和汽车导航操作被视为一个问题时,筱原教授参加了与其他大学的实验室和公司的联合研究,研究了这些运动对驾驶员的影响。当时,每家公司/大学都安装了UC-win/Road DS,并且从那里的经验中,我确信它可以用于测量DS的有效视野。 虽然其他公司生产的DS已经使用了很长时间,但已经达到了续订的时间,但由于其高度的自由度和成本优势,它倾向于改用UC-win/Road DS。 由于要求受试者在驾驶时测量有效视野的研究仍在继续,因此,DS的引入最终针对他们自己在校园内的研究。

利用2013年人类科学项目的机会,应用认知心理学和安全行为研究的两个实验室推出了UC-win/Road DS,配备了类似于实际车辆的驾驶室和三台LCD投影仪。该系统可以通过双方共同操作DS以进行各种研究。

使用UC-win/Road驾驶模拟器研究由交叉路口标志设计带来的汽车驾驶员的行为变化


利用DS进行多样化的研究开发

作为在自己的研究中使用UC-win/Road DS的一个例子,筱原教授引用了一项研究,该研究通过驾驶时的交谈来探讨预防驾驶员睡意的效果。首先,我们设定了主要任务,使对象在DS上单调的直路上跟随车辆行驶,同时与前一辆车辆保持一定距离。在这段时间内,测量对多模式刺激检测任务的响应,例如视觉刺激(LED照明),听觉刺激(扬声器声音)和触感(振动)。 此外,该过程还涉及一些次要任务,例如对话(乘客与驾驶员合作/不合作的两种类型的内容),挤压,演算和数字输入,以及它们对有效视力和困倦的影响进行比较和分析。我们已经确认了驾驶过程中的对话会给驾驶员带来一定的唤醒维护效果。

在安全行为研究领域,DS还用于研究通过改变路面标记如何改变驾驶行为。人文科学研究生院助理教授上田真由子(Mayuko Ueda)在2014年左右进入西日本旅客铁道株式会社安全研究所就读时,对交叉路口标志设计带来的汽车驾驶员行为的转变进行了研究。为了形成一种标志,使汽车驾驶员可以在没有障碍物的情况下自愿停在三等交叉口,以象形图表示禁止/警告最近的交叉口,并通过视觉进行提醒。为了观察自然驾驶行为,让测试者操作驾驶模拟器,并在虚拟现实中随机发生事件,并测量对停止率的影响。在火车实际通过的条件下,无论标志的类型如何,停车率都将接近100%,但在其他条件下,显示感谢的标志比警告类型更有效。

进一步说,静冈理工大学信息学院信息设计科的纪之定保礼讲师在2016年-2018年篠原教授的研究室做助教时此外,静冈科技大学信息学系信息设计学系的Res Kinosada教授于2016年至2017年在筱原教授的实验室担任助理教授,当时包括一名学生在内的三人在交叉口工作。介绍有关过境时驾驶员决策的研究。这着眼于驾驶员的行为方式如何变化,这取决于驶近的车辆在无信号交叉口处是否配备有驾驶辅助系统(减震制动器)。DS设置为这样的场景:在具有相似规格的两条道路相交的环境中,车辆几乎在同一时间从右侧驶近。观察《道路交通法》中处于优先位置的被摄对象如何根据各种情况强行进入十字路口。此时,如果预先告知接近车辆装备有驾驶支持系统(换言之,如果接近车辆在驾驶支持系统中具有高可靠性),则驾驶员在进入交叉路口之前开始减速的时刻为显然已经晚了。

另一方面,由于平视显示器(HUD)的普及,最近该领域的研究不断增长,Shinohara教授表示为比较HUD图像的单眼和双眼的表现做出了大量努力。他说,在单眼演示研究中使用DS的案例并不多,他表示他们的研究意义的一部分是找出适合汽车驾驶的方法。

大阪大学大学院 人类科学研究院
助教 上田真由子
静冈理工大学 信息学院
信息设计专业
讲师 纪之定保礼

使用单眼平视显示器,通过驾驶模拟器进行尾随驾驶的实验装置


今后的研究方向与DS应用展望

筱原教授着眼于今后自动驾驶功能的进一步普及和发展导致的对系统的过度自信和依赖问题。从心理学的角度研究导致这种情况发生的条件并探讨使用DS的可能性。同时,他表示希望探索一种新的模拟器,以开发出一种更好的老年人驾驶能力评估方法。

在这种情况下,教授将工具的使用定位为关键。尤其是,UC-win/Road DS不仅适用于驾驶和方向感的研究,而且适用于处理虚拟空间的各种使用场景,因此我坚信它将在与空间和行为有关的研究中能大放异彩。其余的取决于他们关于如何将这些模拟器纳入其关于人类行为的研究主题中。

编辑 池野隆
(Up&Coming '20 秋季刊)



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