機械による適切な運動補助に繋がる手がかりを発見
東京大学をはじめとする研究グループは、パワーアシスト装置などの人間と機械が強調して働くシステムにおいて、人間の自発的な随意運動のタイミングに合わせて機械が人間の動きをサポートする実験系を構築しました。さらに実験の結果、人間と機械の動作のタイミングが同時であると知覚できるような手法も検証しました。
背景- 人間機械協調システムの適切な補助に向けて
パワーアシスト装置のように人間と機械が同調して働く、人間機械協調システムが近年着目され始めています。このようなシステムを用いる際には機械と人間の動作タイミングが一致しないと、目的の動きを機械が妨害し事故に繋がる危険があります。また、機械によって急に無理に動かされたと感じて意図した動きが妨害されることもあります。そこで本研究では日常の中でも特に大きな役割を担っている「腕」に着目し、人間の自発的な運動と機械の動作サポートが同時だと感じるような「知覚的同時性」の測定を行いました。
結果①-機械の刺激を受けるまでの適切な時間を測定
人間の自発的な運動を機械が検出し機械が動き始めるまでの時間差について、知覚同時性が保たれる範囲を測定しました。機械が動作を検出してから電気刺激を与えるまでの時間を操作し、被験者は「早い」、「同時」、「遅い」の3段階で回答を求められました。その結果、最も多くの被験者が80-160 ms程度の時に「同時」と回答しました。この実験結果は、機械が人間の動作をサポートするタイミングを設計する上で重要な手がかりです。
結果② -時間的再較正現象の発生可能性を検証
視覚と聴覚など異なる2つの感覚に対し時間差で何度も繰り返し刺激を続けると、次第に時間差のある刺激が同時に与えられいるような感覚になります。これを「時間的再較正現象」と呼びます。この現象を活用できれば、最初は機械の動きがズレていると感じていても、徐々に機械の反応が自身の動きと同時に行われていると感じるようになると期待できます。そこで、機械の刺激に対しても時間的再較正現象が生じるかを実験しました。実験の結果、特定の条件下において知覚的同時性が保たれる検出-操作時間が変化することが示唆されました。よって、自発的な運動と機械による運動サポートのタイミングが異なる場合にも知覚の順応を応用できる可能性があります。
