立石科学技術振興財団

助成研究成果集(第26号) 2017

バーチャルリアリティ技術を用いた高齢者の交通事故・転倒のリスク評価装置の開発
Development of risk evaluation system for traffic accidents and falls on virtual reality system
2151901

研究代表者

兵庫県立大学大学院
シミュレーション学研究科

教 授

大野暢亮

共同研究者

兵庫県立大学

教内田勇

人

環境人間学部授

テムを用いて，安全に，かつ同一条件で交通事[研 究 の 目 的]

故及び転倒要因の調査が可能なシミュレータを高齢化が進行する日本において，高齢者の交通事故が問題になっている。警察庁交通局の年開発し，事故要因の研究をおこなうとともに，高齢者に対して啓発を行うことである。

齢層別の統計によると，平成 27 年の死亡事故[研究の内容，成果］

者数は 75 歳以上が最も多く，65 歳以上の死亡事故者数は全体の 50% を超える。高齢者の死亡事故の状況に関しては，歩行中の事故が最も研究の内容，成果 1：CAVE システム多い。それゆえ，歩行中の高齢者が交通事故に本研究では，没入型の VR 装置である CAVEあう原因を解明することは重要である。高齢者システム上でシミュレータを開発する。兵庫県の“寝たきり”も，介護の問題と絡み高齢化社

立大学神戸情報科学キャンパスに設置されてい会では重要な問題である。高齢者が寝たきりにる CAVE システムは主に，なる原因の 1 つに，転倒による怪我がある。こ・スクリーン×4 (正面，床，右，左)の転倒の要因の解析も，同様に重要である。

・プロジェクター (10,000 アンシルーメン)×4

交通事故や転倒の要因を調査するにあたり，

・2.1 ch ステレオスピーカー実験が不可欠になる。しかし，そもそも重大な・光学トラッキング装置結果を招く事故であるので，実地でこれらの実・3D メガネ，コントローラー

験をおこなうのは危険が伴う。また，自動車関で構成される。

係の実験は，必然的に屋外でおこなうことにな

スクリーンで囲まれた VR 空間は 3.2 m (幅)り，実験の条件を一致させることは困難である。

×2 m (高さ)×2 m (奥行) である。CAVE シ

例えば，天候や自動車の速度である。天候につステムを図 1 に，3D メガネ・コントローラー

いては，同一日であっても時間帯により，日のを図 2 に示す。ユーザーは，3D メガネをかけさし方等に変化がみられる。また自動車を一定て CAVE システム内に入ると，立体映像を見速度で走行させるのは困難であるし，複数台のることができる。また，トラッキング装置によ自動車を走行させる実験であれば，なおさらでり 3D メガネの位置や方向を常時監視し，常にある。

ユーザーの位置・視線方向に応じた角度や大き

本 研 究 の 目 的 は，バ ー チ ャ ル リ ア リ テ ィ(VR) 装置の中でも没入感が高い CAVE シス

さで立体映像を投影するので，ユーザーは立体映像への深い没入感をえる。

― 1 ―立石科学技術振興財団

図 3 (a) 住宅地の道路を想定した街並 (b) 白い自動車(c) 青い自動車 (d) 大型トラック

図1

CAVE システム外観

図 4 (a) 和室 (b) 洋室 いずれの部屋も“散らかって”おり，転倒のリスクがある
図2(a) 3D メガネ，(b) コントローラー メガネとコントローラーに装着されている球体は，トラッキン
グ装置用のマーカーである。

研究の内容，成果 2：シミュレーターの開発
自動車走行

2 種類のリスク評価シミュレータを作成した。
1．150 m 前方から (正面スクリーン方向から)

図5

両足測定用のマーカー。両面テープで足に張り付ける。

30 km/h, 40 km/h で走行する自動車について，自動車が 1 台ずつ走行してくる

実地と CAVE システムで若年者の被験者が 30

2．左右両方向から複数の自動車が走行する
交通事故は，生活道路で多く発生しているのkm/h, 40 km/h で同様の反応を示すことを確認

で，背景の街並みは住宅地とした (図 3(a) 参している。なお，本シミュレータを作成するに照)。

あたり，兵庫県交通安全協会の方に多くの助言

シミュレータ 1 では，自動車の車種 (普通自をいただきました。この場で，感謝の意を記し動車，大型トラック)，普通自動車の色 (白，ます。

青)，時間帯 (昼，夕) を変更できる (図 3(b)-転倒リスクのある部屋(d) 参照)。このシミュレータで，自動車の速和室および洋室の部屋のモデルを作成した

度や距離をどの程度認識できるか調査する。

(図 4 参照)。部屋には電気コードや絨毯のめく

シミュレータ 2 では，3 パターンの自動車走行を作成した。①単純に左右から自動車が走行れなど，転倒の原因となる障害物が含まれている。

するパターン，②大型トラックが路上駐車して障害物と足との位置関係を調査するため，両奥が見えにくいパターン，③走行する自動車が足にトラッキング装置用のマーカーを装着して，クラクションを鳴らすパターンである。

足の位置を測定可能にした (図 5 参照)。

走行音については，いずれのシミュレータでも通過時におよそ 72db とした。また，当研究

研究の内容，成果 3：シミュレータを用いた実験

室では過去に 1. のタイプの実験で，20 km/h,すべての実験で高齢者の被験者の平均年齢は― 2 ―Tateisi Science and Technology Foundation

70.6±3.4 歳で，男性 14 名，女性 6 名である。
交通実験 1

高齢者および若年者それぞれ 20 名を被験者として，自動車走行シミュレータ 1 を用いて実験をおこなった。若年者の平均年齢は 23.1±1.8 歳で，男性 18 名，女性 2 名である。実験の条件は，・自動車の速度：30 km/h および 50 km/h
・車種及び色：普通自動車・白 / 青および大型トラック

図6

高齢者の結果図7

若年者の結果・時間帯：昼および夕方の合計 12 パターンである。白 (昼：30 km/h,50 km/h → 夕：30 km/h, 50 km/h)→青 (昼：30 km/h, 50 km/h → 夕：30 km/h, 50 km/h)→ 大 型 ト ラ ッ ク (昼：30 km/h, 50 km/h →夕：30 km/h, 50 km/h) の順に実験を行った。
1 台ずつ被験者の前方から走行させ，被験者が道路を横断できると考える自動車との限界の距離を測定した。1 パターンにつき 3 台分の距離を測定し，平均値をその被験者の距離とした。
結果を図 6 (高齢者) および図 7 (若年者) に傾向があることが分かった。これは，若年者に示す。

はない傾向で，高齢者の道路横断に危険をもた若年者と高齢者では，全体的に若年者の方がらす重要な要素である。また，昼間の普通自動限界の距離は短い傾向がみられた。次に，t 検車・白という，周囲とコントラストが高い色の定を用いて結果の解析を行った。主な分析結果

普通自動車の場合は，速度の違いで限界の距離は，に有意な差が認められ，速度や距離の認知がう

1．速度の違い：同じ車種・同じ時間帯においまく機能する可能性がある。本件は，さらに検て異なる速度での比較をおこなったところ，証を進める必要がある。

高齢者では昼の普通自動車・白のみ有意差

交通実験 2が認められたが (P<0.01)，若年者ではす

実験 1 と異なり両方向から自動車が走行する。

べてに有意差が認められた (P<0.01)

被験者は左右を確認し横断可能なタイミングを2．自動車の大きさの違い：同じ時間帯・同じ判断する。若年者の被験者の平均年齢は 23.0±

速度において異なる普通自動車・白 / 青と1.9 歳で男性 19 名，女性 2 名の 21 名である。

大型トラックで比較をおこなったところ，VR 実験前に，被験者の歩行速度を計測した。

高齢者 (P<0.01) および若年者 (P<0.05)

シミュレータの結果と歩行速度を基に被験者がで有意差が認められた横断可能と判断したタイミングを「安全な横自動車の速度が異なっても，高齢者は横断可断」，「やや危険な横断」，「危険な横断」に分類

能と判断する限界の距離が一部を除き差がないした。という結果が出た。これは先行研究 [1] を支

高齢者と若年者で「安全な横断」をした人数持する結果で，色や大きさを変化させても同じに関してカイ二乗検定をおこなったが，有意な― 3 ―立石科学技術振興財団て募集した。若年者は，情報関係を専攻する大差は認められなかった (P>0.1)。
高齢者，若年者ともに「安全な横断」をした学生および大学院生である。

被験者ほど，左右の確認時間が長い傾向にあっ[今後の研究の方向，課題］たので，「安全な横断」をした被験者とそれ以外の被験者の左右の確認時間について t 検定をおこなった。結果，有意な差が認められた (P<

交通シミュレータに関しては，異なる条件で0.01)。これより，確認時間が長いほうが，被の実験をおこない，速度と距離の認知機能をさ験者と自動車との距離や走行速度を良く把握でらに詳しく調べる。また，後期高齢者の被験者

き，安全な横断につながると考えられる。

を増やし，前期高齢者との違いを考察する。転

屋内転倒実験

倒シミュレータについては，現状のトラッキン

若年者の被験者の平均年齢は 24.3±0.29 歳でグ装置の測定では，データのとびが起きやすい男性 12 名，女性 1 名の 13 名である。被験者は，ので，シミュレータの改良が必要である。また両足にセンサー (図 5 参照) を装着し，部屋の現実の部屋と VR との違いも検討する必要があ

中を指定の経路に沿って，障害物を避けながらる。

歩行する。足の位置はセンサーにより計測され，保存される。実験後ただちに足の軌跡を CAVEシステム内に表示し，被験者に自身と障害物と[参考文献][1]

桜井良太，藤原佳典，内田勇人：高齢者は安全かの接触の有無など確認していただき，転倒リス

つ正確に道路を横断できるか？：自己身体能力認識

クの啓発を行った (図 8 参照)。と速度知覚からの行動科学的検討，研究結果報告書
集：交通安全等・高齢者福祉 16，pp. 19-22, 2010

結果の一例を示すと，和室において，電源コードにまたいでかつ衝突したと判定を受けた被験者は，高齢者 17 人中 8 名，若年者が 12 名
中 5 名であった。衝突していない被験者がまた[成果の発表，論文等][1]

N. Takehara, R. Sasakura, N. Ohno, Y. Tamura, R.
Varadhan, H. Uchida : Evaluations of Traffic-

ぐときに挙げた足の高さを比較したところ有意

Related Cognitive Function of Japanese Older

差は認められなかった。

Adults with Traffic Simulator on Virtual Reality
System, The 21st IAGG World Congress of Gerontol-

実験は兵庫県立大学環境人間学部の研究倫理

ogy and Geriatrics, San Francisco, California, U. S. A.

委員会の承認を受け，2016 年 12 月〜2017 年 1(2017 年 7 月発表予定)

月に実施した。被験者には，「個人情報の保護」[2] 武原進拓，篠倉良真，大野暢亮，田村祐一，内田や「実験協力の任意性と辞退の自由」などを事勇人：没入型 VR 装置による高齢者を対象とした距
離認知実験，先進的描画技術を用いた可視化表現法前に説明し，実験協力の同意を得ている。また，高齢者は，主に A 市の社会福祉協議会を通じの研究会，2017 年 1 月[3] 篠倉良真，武原進拓，大野暢亮，田村祐一，内田勇人：没入型 VR 装置による道路横断時の高齢者の判断力に関する研究，先進的描画技術を用いた可視化表現法の研究会，2017 年 1 月[4]

小寺慧，大野暢亮，田村祐一，内田勇人：CAVEを用いた VR 高齢者転倒予防支援システムの基礎的検討，先進的描画技術を用いた可視化表現法の研究会，2017 年 1 月

このほか，5 件の国内発表
図8

部屋と足の軌跡を同時に表示。足の位置を赤い点で表示している。この図はパソコン上で表示している。

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