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感性情報処理第９回

関西学院大学 理工学部 情報科学科

長田典子

五感

視覚 聴覚

味覚

触覚

臭覚

五感と感性情報処理備考

心理的

高次感覚

一次感覚が複雑な形で複合化されて生ずる感覚

感性的

直感・情緒感情

温熱快適性・疲労感・緊張感・不安感・安静感・焦燥感・心理的圧迫感・アメニティ

快適性

質感・着心地・履き心地・使い心地・居心地・住み心地

複合感覚

生理的

初期感覚・低次感覚

五感（視覚・聴覚・触覚・味覚・嗅覚）

皮膚感覚（圧覚・痛覚・温冷覚）

運動感覚・平衡感覚・内臓感覚・空間感覚・時間感覚

一次感覚

内容感性レベル

不可聴領域

20kHz

可聴領域

異なる文化圏に属する音楽の周波数分布構造の比較

スーパーソニック実験のための再生系

バイチャンネル再生系

α波ポテンシャルの空間分布を２０秒ごとに表した脳波等電位図（大橋 力）

可聴域を越える高周波を含むガムラン音（ＦＲＳ）を聞かせるとα波ポテンシャ

ルが増大する。２６ｋＨｚ以上をカットした音（ＨＣＳ）を聞かせると減少する。

高周波による脳波α波ポテンシャルの時間的変化

2

同じアナログマスターテープから作られたＬＰとＣＤが

脳波（α波）ポテンシャルに及ぼす影響の違い

（９名の被験者の平均）

脳波（α波）の活性度の違い

大橋力（1994)クルマと感性工学

クルマ：感性商品としての自動車⇔車：単純な道具としてのモノ

人間の感性を刺激する特殊な耐久消費財

趣味的な満足

スポーツの手段としての運転

パーソナルなカプセル空間としての空間の心地よさ

物理的特性

商品

視覚聴覚触覚前庭感覚・・・

内部情報・記憶・身体状況・・・

評価反応

・感情・情緒・欲求

行動

人間

感性のメカニズム

クルマにおける感性項目

機器操作容易性 者室居住性

乗降性 取り回し容易性 操縦特性

複合感覚

異臭 空気清浄度 香り嗅覚

接触部温熱特性 車室気候特性温冷覚

機器操作感触 内装表皮材風合い触覚

振動乗り心地 加速特性 運動性能

シート座り心地

前庭・体性

走行音（ロードノイズ・風切り音） エンジン音 排気サウンド

異音 ドア開閉音 警報音 操作音

聴覚商

品

コ

ン

セ

プ

ト

視界 エクステリアデザイン（造形・色）

表示系視認性 インテリアデザイン（造形・色・テクスチャ）

視覚

感性のレベル

← 低次 高次 →

（生理的） （情緒・心理的）

感覚要素

車の商品開発プロセスと感性工学的アプローチ商品企画

企画設計

造形デザイン 設 計

試 作

評価検証

量 産

人間特性データベース

感 性シミュレーション

設計指針

設計標準

予備評価

人間特性計測解析

車の商品開発プロセス

感性工学的アプローチ

研究開発用ドライビングシミュレータ三菱プレシジョン（株）

高速道路（標準） 市街地（標準） 関内みなとみらい地区市街地

http://www.mpcnet.co.jp/prodct/sim/sim01/auto01.html

車体運動プログラム

［変更可能パラメータ例］

車両質量ホイールベース静的重心値（前輪からの距離）重心高さトレッドタイヤの有効半径（前輪、後輪）ステアリングあそび領域アクセルあそび領域ブレーキ領域タイヤの種類タイヤ膨張半径幅（ラジアル、バイアス）タイヤ空気圧力空気抵抗計数（cd値）路面摩擦計数ATトランスミッションギア比、伝達効率、最終減速比（4速）燃料タンク燃料量トーイン角（各車輪独立）ブレーキディスク摩擦計数ブレーキディスク（内径,外径）操舵系キングピン回りの弾性計数キャスタートレール車両投影面積速度リミットステアリング最大舵角

車両ダイナミクス関連道路IDセンターラインからの偏差センターラインとの角度道路端点からの距離交差点内フラグ走行距離自車車両位置（x軸、y軸、z軸）ロール角、ピッチ角、ヨー角車体加速度（前後、左右、上下）車体速度（前後、左右、上下）車体角速度（ロール、ピッチ、ヨー）車体横滑り角タイヤ横滑り角タイヤ力（x成分、y成分：各車輪）エンジン回転数エンジン角速度エンジントルククラッチトルクトルクコンバータトルク（入力、出力）ファイナルトルクトランスミッショントルク

その他信号状態環境パラメータ（視程、霧、天候、時刻）外部計算機からの制御情報プラットフォーム位置（x,y,z）プラットフォーム姿勢（ロール角、ピッチ角、ヨー角）

運転操作ステアリング角度アクセル踏み込み量ブレーキ踏み込み量サイドブレーキ引き量ライトスイッチウインカーハザードランプミラー操作ホーン操作シートベルトイグニッションキー操作シフト操作ワイパー操作スキール音発生状態スキッド音発生状態接触発生状態衝突発生状態アイカメラ情報（視線）

他車道路端点からの距離センターラインとの角度位置（x軸、y軸、z軸）加速度速度自車からの距離自車からの方位ブレーキランプウインカー車幅灯ヘッドライト

実験支援プログラム［記録データ例］

ドライバーの視線（運転中にみている対象物）ドライバーの運転中の心理状態

ドライバーの視線（運転中にみている対象物）ドライバーの運転中の心理状態

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リアルタイム車両音合成システム（マツダ（株） 猪田）

アクセル／ブレーキワークなどドライバの操作にリアルタイムに連動した音を再生する

エンジン回転音に応じてサンプラの発音する音程を制御

アクセル開度に応じてミキシングプロセッサの可変フィルタの特性をコントロール

スポーツカー排気音の音質解析

原音：直列４気筒エンジンの古典的スポーツカーの発進加速度の排気音を収録

４サイクル４気筒エンジン：エンジン１回転当たり２回の爆発→エンジン回転の偶数倍の次数成分

奇数次倍・0.5次倍成分（ハーフ次成分）はエンジン本体や排気

系のアンバランス要因に起因・・・従来は異音として低減の努力

評価結果13対の評価用形容詞対

７段階尺度

40名の被験者

６種類の音

1. 原音

2. 0.5次成分削減

3. 奇数次成分削減

4. 0.5次・奇数次成分削減

5. 0.5次・偶数次成分削減

6. 偶数次・奇数次成分削減

http://homepage2.nifty.com/sigmarion/spectra/spectra.html

スポーツカー排気音のユーザクラスタによる嗜好特性の違い

操縦感性

ドライバーのヨー運動知覚特性

ヨー角：回転角

★横G感覚

体感と視覚の２つが作用

ヨー変化に対する被験者の応答時間

4

熱的快適性と感性

ゆらぎと空調

気流の周波数と不快感

サーマルマネキンによる環境評価（お茶の水大 田辺）

直接日射のあるなしによる車室内温度分布

直接日射のあるなしによるサーマルマネキンの等価温度分布

サーマルマネキン

「遊びリテーション」とは

訓練としての苦しいリハビリではなく、遊びの中で楽しくリハビリを行うという概念

①実空間でのインタラクション（例：風船バレーボール、ベンチサッカー、etc.）

②VR空間を用いたインタラクション

（例：風船割り、もぐらたたき）

↓バーチャル蛍狩り

（精度の高い三次元位置情報が必要）

システム構成

赤外線カメラ

バーチャルマラカス

画像生成（OmegaSpace）

位置情報取得（ DigitEye3D ）

60インチDLP背面投影型3Dディスプレイ（偏光型）

「バーチャル蛍狩り」実行画面 蛍捕獲実験

0 1 2 3 4 5

50～100

100～150

150～200

200～250

250～300

300～350

350～400

400～450

450～500

500～550

550～

0 1 2 3 4 5

50～100

100～150

150～200

200～250

250～300

300～350

350～400

400～450

450～500

500～550

550～

40歳未満（26名） 40歳以上（15名）

200点

9名

5

立体視実験

被験者･･･蛍狩り200点以下･･･4名融像がうまくできなかった人･･･4名

課題1：単一視（視差融像能力）のチェック

課題２：融像性と融像限界課題３：相対的奥行き感（飛び出し感）課題４：実物体の奥行き感課題５：再度、蛍狩りゲーム

立体視実験結果２

立体視における輻輳と焦点調節の関係

近傍のターゲット像（輻輳角は大きいが、表示はディスプレイ面上）に対する回答

若年者：ピントが合わない高齢者：通常ではピントの合わない近距離までピントが

合っていた

↓仮説

若年者：輻輳とピンとが連動高齢者：輻輳とピントが独立、あるいはピント調節幅が

狭い

まとめ

1.単一視（融像）が困難2.単一視はできるが、奥行き感は不安定、不十分3.学習により短期間に立体視が習熟可能

バーチャル蛍狩り↓

若年者･･･立体視に困難さを感じる人達が存在

高齢者･･･立体視ができない被験者なし↓

大半は視差のみによる３Dディスプレイが受容可能

感性情報処理の手法と応用事例

Supporting Human Kansei Simulating Human Kansei

事例 感性を支援する 感性を代行する

心理学実験 SD法 ・匂いセンシングシステム

一対比較法 ・風合い測定システム

Analysis 重回帰分析

生成的アプローチ 多変量解析 主成分分析 ・カラーイメージスケール ・低周波複合騒音計測装置

因子分析 （配色デザインシステム） ・真珠品質評価シ

NN ・高齢者視覚特性補正 ・ディスプレイ色むら検査装置

Fuzzy （カーナビ）

シミュレーション CG/VR ・パートナーシステム

（自動演奏）

Synthesis 物理モデル(Physics-

生成的アプローチ モデリング Based Modeling) ・ドライビングシミュレータ

認知モデル ・サーマルマネキン

脳モデル ・似顔絵生成システム

手法

各種相関処理

感性情報処理と知識情報処理の関係

(a) 系列（直列）処理

これはバラの花だ ・ ・ ・ きれいだ（知性情報処理） （感性情報処理）

（b） 並列処理

これはバラの花だ （知性情報処理）

きれいだ （感性情報処理）

五感に学ぶセンシング技術

ＣＴ技術ナノ技術レーダ技術通信技術アクティブ計測スペクトル計測フォトン計測

パターン認識学習感性・直感・連想感覚融合・統合錯覚カクテルパーティ効果

五感を越えるセンシング技術 センシングを越える五感機能

センシング技術 五感の領域

6

今日の課題

五感（視覚を除く）を代行／支援する感性システムについて自由に記せ