【研究分野】矯正・小児・社会系歯学

【研究領域課題番号】12671991 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

外科的矯正治療 / 表情 / 表情認知 / シュミレーション / コンピュータグラフィックス / 平均顔 / シミュレーション

【研究成果の概要】

本研究の目的は、顎変形症を有する患者に行う外科的矯正治療前後で、基本感情表出が、どのように認知されるかを調べ、外科的矯正治療が表情認知に与える影響を調べることである。
外科的矯正治療後の表情表出に対する表情認知を調べるために、平均顔を作成し、咬合異常の形態で区別した群の特徴を反映しているかを調べた。その結果、平均顔が患者の個性を消して、患者の持つ共通の形態的特性を備えた有用な画像であることが確認され、顔面骨格形態と表情表出時の表情認知の判定に使用できることが示唆された。
本研究の趣旨に理解して承諾し、骨格性下顎前突を有し外科的矯正治療を行った女性患者、叢生、並びに上顎前突を有し矯正治療を行った女性患者を選択し、3群とした。この3群から平均顔を作成した後、普遍性のある基本感情カテゴリーの6表情、「驚き」、「恐れ」、「嫌悪」、「怒り」、「喜び」、「悲しみ」を作成した。被験者を顔に関して知識の高い矯正科の医局員(新潟大学歯学部)と美術学部の学生、中国人歯科医師を評価した群として、各6表情について、各被験者に最も印象の強い表情をしている顔画像を選択させた。
その結果、骨格性下顎前突を有する患者において、外科的矯正治療後に印象が強くなった平均顔の表情は、「驚き」、「恐れ」、「嫌悪」、「喜び」、「悲しみ」であり、「怒り」以外のすべての表情であった。
「喜び」の表情は、上顎前突を有した患者の治療後の平均顔が治療前より印象が強いという頻度が高くなった。さらに、評価した3群が同じような選択の分布を示した。このことより外科的矯正治療、あるいは矯正治療により、表情表出が豊かとなり、表情認知が向上することが示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2000 - 2001

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)

【研究分野】都市計画・建築計画

【研究領域課題番号】10450219 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

経路認知 / シミュレーション / 模型空間 / CG / 画像合成 / 街路空間 / バーチャルリアリティ / CG画像 / リアルタイム / 画像合成装置

【研究成果の概要】

本研究は、ヘッドマウントディスプレイを用いた視環境シミュレータに、CGによって作成された、人、自動車などの動的な要素を付加して表示するシステムを開発し、これを用いた経路認知(記憶と再認、および雰囲気の違いの評価)についてのシミュレーション実験を行い、これを従来の固定的環境要素のみによる実験結果と比較することによって、動的な付加的要素の効果を明らかにすることを目的として行われた。
まず、CG画像を用いて、街路の動的環境要素としての歩行者の流れや滞留が経路の記憶、再認に及ぼす影響に関する実験を行った。その結果、多くの人が人の流れや滞留を経路記憶の手がかりとしていること、したがってそれらが変化することによって迷いが生じること、さらに滞留する人々の存在によってその場所の意味付けが強化され記憶されやすいことなどを明らかにした。
次に、より現実感のあるシミュレーション空間を作成するため、人や車などの動的環境要素をコンピュータグラフィックスで生成し、模型空間の画像と合成する新しいシミュレーションシステムを開発した。そして、動的環境要素が街路空間の雰囲気に及ぼす影響について実験を行った結果、本装置のある程度の有効性が確認された。
本研究で開発したシミュレータシステムは、先に述べた場所の雰囲気に関する実験のみならず、経路探索や緊急時の避難行動、あるいは街路や室内の快適性評価など、これまでに人や車などの動的な環境要素が存在しない設定のもとで行われてきた様々なシミュレーション実験に応用できるものと期待される。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 1999

【配分額】11,800千円 (直接経費: 11,800千円)

【研究分野】自然災害科学

【研究領域課題番号】09898008 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バーチャルリアリティー / 地震災害過程 / シミュレーション / コンピュータグラフィックス / 迫真性 / 超現実性 / 相互作用性 / オ-ギュメンテッドリアリティ

【研究成果の概要】

平成9年11月に河田と林は米国ロサンゼルス地域,サンフランシスコ湾岸地域,およびワシントン州シアトル地域を訪れ,米国における地震防災の実務および研究においてバーチャルリアリティ技術の利用状況と今後の展望に関する現地調査を行った.さらに,平成10年3月4・5日にワークショップ「災害を観る」を京大会館で開催し,災害の可視技術について体系化を行った.その結果,少なくとも地震災害過程の研究においてはバーチャルリアリティ技術は,迫真性,超現実性,相互作用性という3つの特徴によって把握できることが明らかになった.第1の迫真性とは,現実の存在する対象ときわめて対応性の高い心的表象を構築しうることを指し,コンピューターグラフィックスによる静止画及び動画の作成が主である.第2の超現実性は,現実には存在し得ない対象を心的表象としては構築できる機能をさす.そこではコンピューター技術よりも現実には存在しない対象に関してどれだけ明確なイメージを構築できるかの想像力にかかっている.これら2つの特徴は観察者としての人間が持つ心的表象を問題としている.それに対して第3の特徴は行為者としての人間が持つ心的表象に関する特性である.自分の環境に対する働きかけによって環境像が変化する.自分の行動と環境の変化との間に協応関係が存在することを指す.低頻度事象である巨大災害を考える地震災害研究ではバーチャルリアリティの第2の特性である超現実性に着目した技術開発が必要性あり,今後はより抽象度の高い現実の構成をめざすという意味から「オ-ギュメンテッドリアリティ」の構築に関する研究の推進が必要であることが明らかになった.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1997

【配分額】3,100千円 (直接経費: 3,100千円)

【研究分野】林学

【研究領域課題番号】07556034 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

森林 / 地理情報システム / 植物成長モデル / ランドスケープ / 景観シミュレーション / 景観 / シミュレーション / インターネット / 共同研究 / 情報 / コンピュータ・グラフィックス / 森林景観 / 予測

【研究成果の概要】

本研究により以下の成果を得た。
1.森林景観シミュレーションシステムの開発
森林に関する既存情報である林相図・林小班図と森林簿を、地理情報システムに入力し、森林空間情報を作成した。このデータを利用して、景観シミュレーションに必要な空間データの入出力・修正管理を行った。
リアルな樹木の3次元形状の生成のために、樹木成長モデリングシステムを応用するために、樹種・樹高に対応して樹木形状を生成し、地理情報システムのデータから、林班単位で3次元形状を生成するプロセスを構築した。また、人工林の樹木成長モデルを応用した森林景観シミュレーションシステムを開発した。
2.地区・地点レベルでのシステム応用による実用化
ケーススタディとして、東京大学附属秩父演習林既存地形データ、樹木データを用い、樹木単木レベルの成長シミュレーションモデルを樹林・林分レベルに適用し、地形情報を加え、数万本の樹木からなる森林景観について、当該システムにより写実的に表現(可視化)し、システムの実用化を示した。
3.現地フィールド景観観測システムの開発
枝葉、単木レベルの森林景観構成要素画像から森林全体の広域景観画像までを、現地で系統的に収集するシステムを設計・開発した。設置場所は東京大学秩父演習林内の2ヶ所に設置し、定点定時に自動的に撮影し、景観シミュレーションのための基礎的観測・データ収集を行ない、その有効性を実証した。
4.インターネットによる研究成果の公開
景観シミュレーションのCGアニメーションや、定点定時観測データ等を、インターネット上のウェッブページにより公開した。(URL http://cyberforest.fr.a.u-tokyo.ac.jp)

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1995 - 1996

【配分額】3,100千円 (直接経費: 3,100千円)

【研究分野】社会システム工学

【研究領域課題番号】05558040 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バーチャルリアリティ(VR) / 安全空間 / 避難 / 人間行動 / コンピュータグラフィクス(CG) / コンピュータシミュレーション / 火事 / 迷路 / 避難行動 / シミュレーション

【研究成果の概要】

平成5〜6年度の2年間で,バーチャルリアリティ(VR)を用いた安全空間設計シミュレータの開発を目的として,迷路内の人間の避難行動実験を対象としたVRシミュレーションシステムを構築した.そして以下に示すように,実迷路を用いた被験者実験とVRシミュレーションの比較から,VR実験の再現性と防災上の訓練効果を確認した.
(1)VRシステムの完成:CGを用いて作成した仮想空間を閉空間とする人間行動解析用のVRアプリケーションソフトおよび行動軌跡追跡ソフトの完成.
(2)VRシステムを用いた迷路実験の再現:平成5年度に作成した避難空間を基に,迷路内照明・ドアの開閉,壁・天井・床などの質感の向上などの問題を解決し,平成6年度には,より実際に近い避難環境を再現した.
(3)実迷路を用いた実験とVR実験との比較研究:東京消防庁池袋防災センター内にある煙体験コーナーの迷路を用いて被験者実験を行い,VRシステムの再現性の確認と防災訓練上の効果を検証した.すなわち,「実迷路のみを用いて避難行動をするグループ」「VR訓練(自分でVR操作する+VR画像のみの訓練)を受けた後に実迷路で避難行動をするグループ」「迷路の平面図を見た後に実迷路で避難行動をするグループ」に分けて,避難行動実験を行った.そして,実迷路を用いた避難行動とVRシニュレーション結果を比較することにより,VR空間での人間行動の再現性とVRによる擬似体験の防災訓練上の有効性を確認した.
(4)より汎用性のある安全空間設計シミュレータ開発に向けた問題点のまとめと提言:上記(1),(2)、(3)によって行った実験並びにVRシミュレーション結果を検討・分析し,まとめた.また研究を通して浮かび上げってきた問題点を整理し,本研究で開発したシミュレーションシステムの今後の課題と展望を検討した.

【研究種目】試験研究(B)

【研究期間】1993 - 1994

【配分額】9,600千円 (直接経費: 9,600千円)