ＶＲを利用したバリアフリー検証用車椅子シミュレータの開発

利用VR进行无障碍验证的轮椅模拟器的开发

基本信息

批准号：
21K12785
负责人：
山田宏尚
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12785/
关键词：
バーチャルリアリティ車椅子シミュレータ VR酔い医療福祉工学

项目摘要

前年度までの研究では主に車椅子の坂道走行に着目してシミュレータの研究開発をし，縦断勾配がある坂道で車椅子に乗った状態の人が傾斜角度を認識する場合，車椅子に座ることで得られる体性感覚とハンドリムを操作することによる力覚は相互に補完し，同程度の精度をもつという結果を得た．しかし，現実に存在する坂道には，縦断勾配をもつものの他に横断勾配をもつものがある．縦断勾配をもつ坂道と横断勾配をもつ坂道の走行では車椅子のハンドリム操作と操縦者の姿勢が大きく異なることを考慮すると，車椅子に乗った状態の人が坂道で角度を把握するための要素が2種類の坂道で異なると考えられる．そこで，人の車体傾斜感覚を司る視覚，力覚，及び体性感覚を対象として縦断勾配がある坂道と横断勾配がある坂道のそれぞれに対して，傾斜角度知覚にどの感覚がどのように影響を与えるのかを調べることを目的とし，車椅子に乗った状態の人に与える車体傾斜感覚を，(1)視覚，(2)視覚と力覚，(3)視覚と体性感覚，(4)視覚と力覚と体性感覚の4つに場合分けをして2種類の坂道の走行実験をVRシミュレータにより行った．評価実験では，仮想空間内の1%から5%まで0.5%ごとに勾配を与えられた9つの坂道の中から任意で1つ坂道を設定して被験者に走行してもらい，その勾配を予想してもらうという手順を横断勾配，縦断勾配それぞれについて4つの手法で行い，実際の値との誤差を評価した．縦断勾配がある坂道，横断勾配がある坂道ともに視覚のみで車椅子を走行した場合の誤差の値が最も高くなり，視覚と力覚と体性感覚で走行した場合の誤差が最も小さくなった．また視覚と力覚で走行した場合の誤差の値が視覚と体性感覚で走行した場合より小さい結果となった．以上の結果より，坂道走行時に，人が坂道の勾配を認識するのに用いる車体傾斜感覚の関係性が明らかになった．

在去年的研究中，我们专注于研发以轮椅在斜坡上运行为主的模拟器，结果发现，当轮椅上的人在垂直斜坡上识别倾斜角度时，，坐在轮椅上是有好处的。结果表明，手轮引起的体感和操作手轮引起的力觉是相辅相成的，并且具有相同程度的准确性。然而，实际上，除了具有垂直坡度的斜坡之外，还存在具有横向坡度的斜坡。考虑到在有垂直坡度的坡度和有横向坡度的坡度上行驶时，轮椅的手轮操作和操作者的姿势差异很大，所以轮椅上的人了解坡度的因素有两个因素据认为，它根据斜坡的类型而不同。因此，我们的目的是检查控制人的车身倾斜感的视觉、触觉和躯体感觉，以及这些感觉如何影响垂直斜坡和横向斜坡的倾斜角度感知。无论轮椅上的人所获得的身体倾斜感可分为四种类型：(1)视觉感觉，(2)视觉感觉和力感觉，(3)视觉感觉和体感觉，以及(4)视觉感觉，我们使用 VR 模拟器在两种类型的斜坡上进行了驾驶实验。在评估实验中，受试者被要求在虚拟空间中坡度为 0.5%（从 1% 到 5%）的 9 个斜坡之一上跑步，并针对每个交叉斜坡使用四种方法来预测其坡度。和纵向坡度，并评估与实际值的误差。在垂直坡度和横向坡度的坡度上，仅使用视觉驱动轮椅时的误差值最高，而使用视觉、力觉和体感驱动轮椅时的误差值最低。此外，视觉和触觉跑步时的误差值比视觉和体感跑步时的误差值更小。上述结果阐明了人们在斜坡上行驶时用来识别斜坡坡度的车身倾斜感之间的关系。