情報処理学会 インタラクション 2021
IPSJ Interaction 2021

1B172021/3/10

実験者フレンドリーな
ダミーカーソル実験プラットフォームの開発
小川恭典†1相澤裕貴†2渡邊恵太†1

概要：遠隔で何かを操作しているとき，自然と操作者は自分が操作している対象を認識している．しかし，遠隔操作においてどのようなプロセスで操作対象を認識しているかはいまだに解明されていない．また，このようなプロセスを解明するための手段としてダミーカーソル実験が行われている．しかし，実験を行うためのシステムは実験者が独自に作成していた．そこで本研究では実験条件を変更可能なダミーカーソル実験のプラットフォームを開発し，公開する．具体的には，（1）パラメータの変更（2）生体計測器との連携（3）ログデータの出力がプログラムの変更なしで可能となっている．

1. はじめに
ビデオゲームやラジコンといった遊びは，自身の身体から離れた対象を遠隔で操作している．なぜ物理的に繋がっていない対象を「自分の」ように操作できるのか，そのメカニズムは明らかになっていない．また，操作対象以外に複数のキャラクターやラジコンが存在していると，突如として操作対象を見失うことがある．このような現象をユーザは不快に感じてしまう．そのためユーザが操作対象を見失わないような設計が必要である．その設計を組み立てるには「自分の」ように操作できるメカニズムを解明する必要がある．我々は，そのメカニズムを特定する手段として，ダミーカーソル実験[1]が適していると判断した．
ダミーカーソル実験では「自分の」という感覚をマウスとカーソルの関係から調査している．ダミーカーソル実験

図 1

ダミーカーソル実験プラットフォーム

では色形が同一のカーソルをディスプレイに表示し，それらは動きだけがそれぞれ異なる．参加者は，その中から唯一マウスと同じ動きをするカーソルを探索する．この実験の結果，同じ色形のカーソルが複数あっても，マウスと動きが同じカーソルを発見できることがわかった．この結果から，動きが同期したカーソルを「自分の」カーソルと感じたと考察した．さらに「自分の」感のメカニズムを明らかにすべく，我々の研究室では受動操作[2]やアイトラッキング[3]など様々な実験条件を用いたダミーカーソル実験を行なってきた．しかし，我々の研究室のみでその多様な実験条件全てを行うことは難しい．
そこで本研究では，実験者フレンドリーを目指すダミーカーソル実験プラットフォームを開発した（図 1）．ダミーカーソルプラットフォームは，GUI でパラメータを操作することで，様々な実験条件のダミーカーソル実験を作成する．プログラムを書く必要がないため非プログラマーである研究者もダミーカーソル実験を設計できる．そういったプラットフォームを開発することで，HCI 分野のみならず心理学や認知科学といった分野にもダミーカーソル実験を

2. ダミーカーソル実験プラットフォーム
ダミーカーソル実験プラットフォームは，実験者が実験を実行しやすくするための仕組みを持つ実験環境である．
ダミーカーソル実験プラットフォームには次の 5 つの特徴がある．
1） GUI でのパラメータ変更
2） ログデータの出力
3） 生体計測器との連携
4） 記録の再生
5） 統計への利用
それぞれについて詳しく述べていく．
2.1 GUI でのパラメータ変更
このダミーカーソルプラットフォームでは GUI で 7 つのパラメータの値を操作できる．これによってプログラムを変更せず，ダミーカーソル実験を設計できる．例えば，カーソルの遅延時間を 0ms，500ms，1000ms，2000ms と設定して，遅延時間とカーソル探索との関係を調査できる．

広める．そして「自分の」感のメカニズムの解明を目指す．

†1 明治大学 総合数理学部 先端メディアサイエンス学科†2 明治大学 先端数理科学研究科 先端メディアサイエンス専攻© 2021 Information Processing Society of Japan246

情報処理学会 インタラクション 2021
IPSJ Interaction 2021

1B17
2021/3/10

表 1

ログデータに記録される値

参加者

カーソル数

主 ID

カーソル ID

カーソル X 座標

カーソル Y 座標

回転角

カーソル直径ウィンドウサイズ

カーソルの遅延時間

カーソルの速度倍率

記録時の経過時間

視線の X 座標

視線の Y 座標

2.2 ログデータの出力
実験終了後，実験中のログデータを csv ファイルに記録して出力する．表 1 に記録する値を示す．ログデータの記
録は Space キーを押した段階で終了するため，ファイルの一番下に記載された経過時間がカーソル探索時間となる．
主 ID はカーソルに 0 から順に振り当てた値である．主ID が 0 のデータが自身のカーソルを表す．一方，カーソル

図 3

ID は実験時に Space キーを押してカーソル上に表示されるカーソルの軌跡の再生値である．主 ID はデータを扱う際に自身のカーソルのデ

これを利用してカーソル探索中のマウスの動かし方のータを特定するために使用し，カーソル ID は実験で自身調査を行うことが可能となり，「自分の」感のさらなる解明のカーソルを答える際に使用する．

が見込まれる．

2.3 生体計測器との連携

2.5 統計への利用

相澤らの研究[3]では，アイトラッカーのデータと組み合

この実験で得られたログデータは統計ソフトに使用しわせ，カーソル探索時の視野範囲とカーソル発見成功率，やすいよう csv 形式で出力する．統計がスムーズに行える探索時間の関係について調査している（図 2）．しかし，自よう，このプラットフォームの README に統計処理の方身のカーソル探索と参加者の視線との関係にはまだ調査す法を記載した．対象としているのは Excel と JS-stars というる余地がある．そのため，ダミーカーソル実験プラットフ

Web 上の無料統計ソフトである．今後は以上の使い方を掲

ォームはアイトラッカーとの連携ができるようにした．ア

載した Web ページを公開する予定である．

イトラッカーとの連携には Tobii Pro SDK[4]を使用している．アイトラッカーによって得られた視線の位置情報はログデータとして記録しているため，カーソル探索時の視線の様子を調査する際に活用できる．

ただし，ユーザが何番のカーソルを答えたかは実験者がメモをする必要があるため，これは今後の課題である．

3. 実験の流れと使用法
3.1 スタート画面（図 4 左上）実験を開始する場合にはフォームに参加者の名前を入力し，Start ボタンを押す．パラメータを設定する場合にはSettings ボタンを押す．
3.2 設定画面
設定画面（図 5）では実験に関わる 7 つのパラメータ（カーソル直径，ウィンドウの大きさ，カーソル数，カーソルの遅延時間，カーソル速度，各セッション数，タイムリミット）を設定できる．そのうち，カーソル直径，ウィンドウの大きさ，カーソル数，カーソルの遅延時間，カーソル速度倍率はフォームに値を入力し，Add ボタンを押すこと

図 2

アイトラッカーとの連携でリストに追加できる．Clear ボタンを押すと，リストに追加されたパラメータを全て削除できる．各セッション数，2.4 記録の再生実験から得られるログデータにカーソルの XY 座標の情報がある．これを利用して参加者がカーソルを動かした軌跡をアニメーションにして出力する．

タイムリミットは値をフォームに入力し，Set ボタンを押すことで変更できる．OK ボタンを押すことでパラメータの設定が完了し，スタート画面に戻る．
また，アイトラッカーとの接続の設定もできる．アイト

また，前述したアイトラッカーと連携したダミーカーソラッカーと接続した場合には図 5 右下にアイトラッカーのル実験を行った場合には，アイトラッカーのログデータか名前を緑色で表示する．一方で，接続していない場合にら得られる視線情報を用いたアニメーションを出力する．

© 2021 Information Processing Society of Japan247情報処理学会 インタラクション 2021
IPSJ Interaction 2021

図 41B172021/3/10

ダミーカーソル実験の流れと実験者が可能なこと

図 6

アイトラッカーと連携するとキャリブレーションが可能になる
図 5パラメータ設定の GUI 画面確認する．実験本番に入る前に各パラメータの組み合わせ1 回ずつの練習を行う．

は”Not Found”の文字を赤色で表示する．アイトラッカーの参加者は自身のカーソルを発見したら Space キーを押し，名前の上にあるチェックボックスにチェックを入れると，カーソル上に表示されるカーソル ID を確認する． S キー

ダミーカーソル実験中の視線データを取得する．

を押すことで自身のカーソルの色が赤色に変わる．その後，3.3 アイトラッキング確認画面

カーソルキーの右を押して次のセッションに進む．練習がアイトラッカーのチェックボックスにチェックを入れ全て終わると休憩画面に遷移し，Space キーを押して実験た場合には，アイトラッキングを正しく行えるかを練習の本番に進む．

前にこの画面（図 6）で確認する．青い丸はアイトラッカ

3.5 実験画面ーが取得した参加者の視線の先である．赤い丸の印に視線を向けてアイトラッキングが正常かを確認する．

練 習 と 同 様に 参 加 者 は 自 身 の カ ーソ ル を 発 見 し たらSpace キーを押してカーソル ID を確認する．なお，実験本

うまくアイトラッキングができていない場合は番では練習とは異なり自身のカーソルは開示されないため，Calibration ボタンからキャリブレーションを行える．キャ

カーソルキーの右を押して次のセッションに進む．設定しリブレーションは順に表示される 5 つの赤い円に視線を向た制限時間を過ぎると自動的に次のセッションへ進む．

けることで完了する．キャリブレーションが終わるともう実験が全て終了するとセッション毎のログデータが記

一度，アイトラッキング確認画面に戻る．アイトラッキン

録された csv ファイルを生成し，自動的に終了画面に移る．

グに問題がなければ OK ボタンを押し，練習に進む．

そのままアプリケーションを終了する場合には esc キーを3.4 練習画面押す．生成された csv ファイルを元にカーソルを動かした実験本番に入る前に各パラメータの組み合わせ 1 回ずつの 練習 を 行 う． 参 加 者は 自 身 のカ ー ソ ルを 発 見 した ら軌跡をアニメーションにして出力する場合は，Replay ボタンを押してログファイル選択画面（図 7）へ移る．

Space キーを押し，カーソル上に表示されるカーソル ID を

© 2021 Information Processing Society of Japan248

情報処理学会 インタラクション 2021
IPSJ Interaction 2021

3.6 ログファイル選択画面
Select File ボタンを押すとファイル選択ダイアログが表

1B17
2021/3/10

アップデートを進める予定である．
4.4 プラットフォームの評価示されるため，再生したいデータが記録された csv ファイ

プラットフォームの評価は，本プラットフォームを利用ルを選択する．その後，Replay ボタンを押すとカーソルをした研究事例数や論文数が 1 つの評価軸になると考えられ動かした軌跡のアニメーションを再生する．アニメーショる．また，筆者らで本プラットフォームを利用した実験研ンが終了すると，自動的に gif ファイルが生成され，ファ究をまとめ，どのように実験を行ったかや，実験者へのイイル選択画面に戻る．

ンタビューなどを追跡することもプラットフォームの評価や，価値を知る上で重要であるだろう．

5. おわりに本研究では，実験者フレンドリーなダミーカーソル実験プラットフォームを開発した．GUI でのパラメータ変更やログデータの自動出力などにより，非プログラマーの実験者であってもダミーカーソル実験を設計できる．今後はアップデートを重ね，より実験者のユーザビリティを追求していきたい．
図 7

ログファイル選択画面

4. 議論
4.1 信頼性
プラットフォームを公開する上で実験環境や得られるデータの信頼性は非常に重要である．過去に MRI のソフトウェアにバグがあり，研究結果が無効になった事件[5]が起こった．このようにバグがあると実験結果の信頼性が失われる．そこで，このプラットフォームをオープンソースソフトウェアにすることでバグの発見と指摘をしやすくする．
万が一バグがあっても，原因の発見を容易にすることでプラットフォームの信頼性を高められると考えている．
4.2 OS やライブラリへの依存
前述した信頼性にも関係する話ではあるが，今後 OS や参考文献[1] 渡邊恵太, 樋口文人, 稲見昌彦, 五十嵐健夫. 複数ダミーカー
ソル中における自分自身のカーソル特定．情報処理学会イン
タラクション論文集, 25-31, 2013.
[2] 佐藤大輔, 相澤裕貴, 渡邊恵太. ダミーカーソル環境における受動操作時の自身のカーソル特定と実験システムの構築. 第24 回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集, 2C-02,2019．
[3] 相澤裕貴, 渡邊恵太, 樋口文人. ダミーカーソル環境におけるアイトラッカーを用いた自身のカーソル発見プロセスの調査. 第 181 回ヒューマンコンピュータインタラクション研究発表会, 2019.
[4] “Tobii Pro SDK documentation”.
http://developer.tobiipro.com/index.html, (参照 2020-12-15).
[5] Anders Eklund, Thomas E. Nichols, Hans Knutsson. Cluster failure:
Why fMRI inferences for spatial extent have inflated false-positiverates. Proceedings of the National Academy of Sciences of theUnited States of America, 7900-7905, 2016.

ライブラリのアップデートに伴い，このプラットフォームが不具合を起こす可能性がある．そのためプラットフォー
ムのメンテナンスやサポートが必要である．しかし，これをプラットフォーマー側だけで補うのは難しい．そこでこのプラットフォームをオープンソースソフトウェア（OSS）にする．これによってプラットフォーマー側の負担を減らしつつ，複数人のチェックのもとメンテナンスやサポートを行えるようにする．以上のようにして OS やライブラリの影響によるトラブルを防ぐ．
4.3 実験者にとってのユーザビリティ
本研究ではより多くの実験者がダミーカーソル実験を行えるプラットフォームを開発した．このような実験者のためのツールにおいては実験者にとってのユーザビリティを考慮する必要がある．ダミーカーソル実験プラットフォームの場合は，プラットフォームの汎用性と使用者を選ばない操作性を重視して開発した．今後も実験者にとってのユーザビリティについて模索しつつ，プラットフォームの© 2021 Information Processing Society of Japan249