JSiSE Research Report
vol.37,no.5(2023-1)

メタバース内避難訓練の提案と試作システム
光原 弘幸*1, 谷岡 樹*2, 大江 海斗*2, 市野 有朔*3, 長濱 誠弥*3, 獅々堀 正幹*1
*1 徳島大学大学院社会産業理工学研究部*2 徳島大学大学院創成科学研究科*3 徳島大学理工学部理工学科

Proposal and Prototype System of Evacuation Training in
Metaverse
Hiroyuki MITSUHARA*1, Itsuki TANIOKA*2, Kaito OE*2, Yusaku ICHINO*3, Seiya
NAGAHAMA*3, Masami SHISHIBORI*1*1 Graduate School of Technology, Industrial and Social Sciences, Tokushima University*2 Graduate School of Sciences and Technology for Innovation, Tokushima University*3 Faculty of Science and Technology, Tokushima University
Metaverse is being used for various fields including education. Focusing on the positive integrationof metaverse and disaster education, we propose Evacuation Training in Metaverse (ETM) andprototype a ETM system. In addition to fundamental metaverse functions (e.g., simultaneous accessby many users), the ETM system provides evacuation training functions: (1) suddenly a disasteroccurs in the metaverse (3D virtual world) and an evacuation training begins, (2) disaster situations
are expressed based on a scenario focusing on situational and audiovisual realities, (3) non player
characters are generated (displayed) during the evacuation training, and (4) an opportunity for users
to reflect on their evacuation (training) is provided after the evacuation training. The ETM system,
prototyped using Unity and Photon, is supposed to be mainly used with head mounted displays suchas Meta Quest 2.
キーワード: メタバース，バーチャルリアリティ，避難訓練，防災教育

1. はじめに整理が必要な段階ではあるが，メタバースの教育分野

近年，メタバース（Metaverse）に注目が集まっている．メタバースは広義には，複数のユーザが仮想空間で交流できるシステムやサービスであり，ソーシャルなバーチャルリアリティ（Virtual Reality: VR）とも位置づけられる．初期のメタバースとして代表的な
Second Life は 2000 年代初頭にサービスを開始しており， その 後 の ヘ ッド マウ ント ディ ス プレ イ（ Head
Mounted Display: HMD）の高度化や普及などに伴って，メタバースはさまざまな分野に応用され社会へ浸透しつつある(1)．Second Life が教育分野で積極的に議論され実践されてきたこともあり (2)(3)，課題や論点のへの応用は有望といえる(4)(5)．例えば，3D 教室空間において他学習者（仮想エージェントも含む）との協調学習を実現するメタバース(6)や，実在の大学キャンパ
スを緻密に 3D モデル化し没入感の高い講義を提供するメタバース(7)もある．さらに，VRChat や Cluster な
どの主要なメタバースプラットフォームがセミナー等の教育的用途で活用されることも多い．新型感染症などに起因する社会変容によって遠隔教育がより身近なものになる中で，メタバースはその没入感やインタラ
クティブ性の高さなどから遠隔教育の新形態として期待されている．

－45－

このような背景から，本研究はメタバースの防災教

育への応用を扱う．防災教育にはさまざまあるが，本る（①に対応）研究では，防災教育として身近な避難訓練に焦点を当

通常，避難訓練は参加者の生活圏内（例えば，学校

てる．安全な環境下で避難を疑似体験できる避難訓練や職場）で発生しうる災害を想定したものになる．もVR の事例は多い．例えば，病院を対象とした地震避難

ちろん生活圏外で災害に遭遇する可能性はあり，生活訓練 VR が開発され，参加者の避難時の行動遷移が分圏外（例えば，訪れる予定のある地域）で実施される

析されている(8)．テロリズム（銃撃）を題材にしたシリ

避難訓練に参加するのが理想的ではあるが，現実的でアスゲーム VR では，避難も含めた生存のための知識はない．一方，メタバースは地理的・時間的制約を超に加え自己効力感や学習意欲の向上も確認されている

えたアクセスを可能にするため，現実世界のさまざま(9)．複数人が同時に仮想空間内を避難できる VR もあな地域が忠実に 3 次元仮想空間化されれば，どのユーり，他者や仮想エージェントとコミュニケーションをザもそこでの避難訓練に参加でき，実際の避難場所やとりながら避難するという疑似体験を提供している

経路を覚えることにつながる．よって，本研究では，(10) ．本研究ではこれまで，どのようなメタバース内避

架空世界ではなく現実世界を 3 次元仮想空間化して難訓練を実現すべきか検討を重ねてきた(11–13)．

提供する．

本稿では，メタバース内避難訓練について，要件を示しながら提案し，試作システムを概説する．

ここで，現実世界の特徴を反映させて避難訓練に最適化した架空世界を提供すればよいのではないか，とも考えられる．例えば，典型的な木造家屋密集地帯を

2. メタバース内避難訓練の提案

3 次元仮想空間化し，地震や火災時の避難における困

メタバースはさまざまな技術から構成され，社会に難な状況（例えば，狭い避難経路が通れなくなっていさまざまな影響を及ぼすことからも，その定義は必ずる）を意図的に疑似体験させる避難訓練が可能であろ

しも確立されていない．2011 年時点での学術的な定義う．本研究では，オープンな 3D 都市モデル（例えば，のひとつとして，

国土交通省 PLATEAU）の普及を期待しながら，現実① 3 次元のシミュレーション空間（環境）を持つ

世界と照らし合わせて「発災時にどの避難場所へどの② 自己投射性のためのオブジェクト（アバタ）が存

経路で避難すればよいか」をより具体的に考えることを重視し，現実世界をできるだけ忠実に 3 次元仮想空

在する③ 複数のアバタが，同一の 3 次元空間を共有するこ

間化する．
(2) 実際のユーザに似せたアバタにする（②に対応）とができる④ 空間内に，オブジェクト（アイテム）を創造する

自己投射性は，ユーザ自身が仮想空間内に違和感やことができる

矛盾なく存在できる特性を表し，HMD 装着時の視線が示されている(14)．

に連動した空間表示の自然さなどが関わってくるが，本研究では，“避難訓練メタバース”ではなく，“メ他ユーザの存在や外見については対象外といえる．

タバース内避難訓練”の実現をめざしている．これは，ビル火災避難疑似体験 VR において，要救助者（ア「避難訓練するためのメタバース」ではなく，「避難訓バタ）の民族（人種）によって救助行動が変化するこ練はメタバース内でのイベントのひとつに過ぎない」となどが報告されている (15)．このような報告を参考という立場を意味している．したがって，避難訓練をに，本研究では「アバタの外見はユーザの避難行動に意識しながら上記①～④を満たすメタバースを構築し影響を及ぼす」という立場から，リアルな避難疑似体

た上で，避難訓練機能を追加実装していく．

験を提供することを重視して，実際のユーザの外見をできるだけ反映させたアバタを採用する．逆を言えば，アバタは架空のキャラクタではなく，避難訓練時に仮2.1 構築するメタバースの要件
上記①～④に対応する形で，構築するメタバースの想空間内を高速移動したり飛べたりもしない．また，要件を示す．

ユーザが現実世界で身体的な不自由さ（例えば，足が(1) 現実世界をできるだけ忠実に 3 次元仮想空間化す

不自由で歩行速度が遅い，または，車椅子を利用して－46－

いる）を有していれば，それをアバタに反映させる．

2.2 避難訓練機能の要件(3) 多数のユーザにとって日常的な 3 次元仮想空間を2.1 では，構築するメタバースの基本機能を示した提供する（③に対応）が，メタバース内避難訓練を実現するには避難訓練機

メタバースでは，現実世界と同等のユーザ間コミュ能が必要となる．以下に避難訓練機能の要件を示す．

ニケーション（例えば，音声による会話，アバタを介(1) 突然の災害発生により不意打ちで避難訓練を開したジェスチャ）を可能にすることが求められる．そ始するのようなコミュニケーションの前提として，多数のア

現実世界における災害には，台風など発生や接近がバタが仮想空間内に存在していることが挙げられる．

ある程度予測可能なものと，地震や火災など突然発生

そこで本研究では，マルチユーザを実現するネット

するものがある．従来の避難訓練は突然発生する災害

ワークエンジン（状態同期ネットワークライブラリ）を対象に実施されることが多いが，予め訓練の日時やを採用して多数のユーザが同時アクセスでき，テキス

内容が通知されることも少なくない．このような避難

トチャットや音声，ジェスチャによるコミュニケーシ

訓練では，避難時の困難な状況（例えば，パニック状

ョンが可能なメタバースを構築する．さらに， HMD，態での避難）を疑似体験させていないといえる．

PC，スマートフォンなどのさまざまなデバイスから

そこで本研究では，メタバース内で突然災害を発生

アクセス可能にすることもめざす．このようなメタバさせて平時を有事（避難）に切り替える，不意打ち避ースの基本機能に加え，日常的なアクセスを動機づけ

難訓練機能を実装する．地震や火災などの災害はいつる工夫が必要になる．学校を例にとると，仮想空間内発生するか予測できないため，“不意打ち”は現実にに教室を設置し，そこで受けられる授業を増やすこと即した避難疑似体験を提供する．

が挙げられる．その他，比較的単純なゲーム要素を取(2) シナリオに基づいてリアルな災害状況を表現す

り入れることがアクセスの動機づけにつながる可能る性もある(16)．

不意打ちで避難訓練を開始するにあたり，仮想空間

現実世界における避難では，多数が一斉に避難行動をとることで，パニックや狭い避難経路での混雑が発内を平時から有事へ一変させる，リアルな災害状況を表現する必要がある．

生し，避難が困難になる可能性がある．本研究では，

避難訓練のリアリティは，状況的リアリティと視聴

このような多数のユーザに起因する避難が困難な状

覚的リアリティから構成される．状況的リアリティに況をメタバース内避難訓練でも再現することをめざは“実際にあり得る災害状況を設定すること”が求めす．

られ，本研究ではこれをシナリオに記述し設定できる(4) 現実世界のようなオブジェクトとのインタラク

ようにする．そして，シナリオを読み込んでメタバー

ションを可能にする（④に対応）

ス内に災害状況を配置する機能を実装する．例えば，

メタバースでは，仮想空間内を移動できるだけでな

地震発生後に調理室から出火し時間経過とともに延く，必要に応じてオブジェクトとのインタラクション

焼していくという災害状況は，地震発生からの経過時を可能にすることが求められる．例えば，室内照明の間に対して，追加する炎の位置（3 次元座標）と大きON/OFF を操作したり，ボールを持って放り投げたさをシナリオに記述して設定する．また，一部のオブりといったインタラクションが挙げられる．

ジェクトについては，物理演算に基づいて動かしたり，

メタバース内避難訓練においては，例えば地震の場

シナリオに基づいて選択的に破壊したりできるよう

合，転倒した家具を避難途中に移動させたり，割れたにする．シナリオには災害の種類や程度，避難の制限

ガラスや炎に近づくと負傷したりする状況を表現し時間や成功条件も合わせて記述しておき，シナリオをたい．そこで本研究では，スイッチ類の操作に加え，切り替えることで，さまざまな避難訓練が実施できる

掴んで移動させることができたり，近づくとユーザにようにする．視聴覚的リアリティには“視聴覚効果を影響が及んだりするインタラクティブなオブジェク

駆使して災害状況を表現すること”が求められる．本トを仮想空間内に配置できるようにする．

研究ではシナリオに基づいて，アニメーション付き 3
－47－

災害発生

避難制限時間

通常の活動
時間軸

平時

避難（訓練）

振り返り

有事（災害）

平時

図 1 メタバース内避難訓練の流れ次元モデルやパーティクルシステムにより災害状況

ホストマシン（Windows Workstation）を表現する．

3D Model Scenario

Unity App

クライアントマシン（Meta Quest 2）

Cloud
Room 1Log(3) 避難訓練時に NPC を生成し出現させる

クラウドプラットフォーム（Photon）

Unity App

Room 2

3D Model Scenario

メタバースには常に多数のユーザがアクセスしてRoom 3Log

Unity Appいることが期待されるが，少数のユーザしかアクセス

Unity App

FusionApp ID 1

3D ModelUnity App

していない状況で避難訓練が実施される場合も考え

Entrance

App ID 2

Unity App

Voice

られる．多数のユーザに起因する避難困難な状況を表App ID 1

現するために，避難訓練時にユーザ数に応じて NPC

Unity App図 2 試作システムの構成（Non Player Character）を生成し出現させる機能を実装する．

が鳴って数秒後に仮想世界が揺れ始め，揺れが収まっ(4) 避難訓練後に振り返りができるようにするてから避難が開始されることになるだろう．ただし，

メタバース内避難訓練は，ユーザが制限時間内に避

ユーザに避難は強制しない．したがって，災害が発生

難場所に到達するなどの条件を満たすことで終了すしたメタバース内（例えば，瓦礫が散乱している）にる．避難訓練の終了により仮想空間内は災害発生前のは，避難するユーザと避難しないユーザが混在しうる．

状況（平時）に戻るが，ユーザが自身の避難行動を振これは，現実世界でも見られる，正常性バイアスや同

り返えることで，訓練効果の向上が期待される．

調性バイアスにより避難が誘発されていない状況といえる．

そこで本研究では，ユーザ（アバタ）の避難行動を
一定時間間隔でログとして記録しておき，避難行動を

避難訓練終了後，メタバース内は災害発生前のオブ仮想空間内で再生（再現）する振り返り機能を実装すジェクトが配置されて平時に戻る．そして，ユーザ（避る．ユーザは避難訓練終了後の任意のタイミングで振難を試みたユーザ）には自身の避難行動を振り返るこ

り返り機能を起動し，再生された避難行動（他ユーザとが望まれる．避難訓練終了直後，すなわち記憶が鮮の避難行動も再生される）を一人称または三人称で見明なうちに振り返ることが理想的だが，避難行動を再返すことで，避難に関する気づきにつながる．例えば，生する機能により，振り返りのタイミングはユーザに「大勢の人の後を追う形で狭い道を逃げてしまった

委ねられる．

が，もっと広い道があった」という気づきから，「冷静になって，広い道を逃げるようにしよう」といった

3. メタバース内避難訓練システムの試作

避難の心構えが得られるかもしれない．

本研究では現在，提案したメタバース内避難訓練のシステムを試作している．開発環境にゲームエンジン

2.3 メタバース内避難訓練の流れ

Unity，ネットワークエンジン（クラウドプラットフォ

メタバース内避難訓練の流れを図 1 に示す．ユーザ
はメタバース内で他ユーザとの交流など日常的な活動をしているが，突然の災害発生により避難訓練が開始される．例えば，地震避難訓練では，緊急地震速報ーム）に Photon を採用する．没入型 HMD である Meta
Quest 2（コントローラ含む）をメインデバイスとして想定しているが，PC やスマートフォンでのアクセスにも対応させる．

－48－

(a) 建物の基本構造3Dモデル(b) 俯瞰したキャンパスの3Dモデル（フォトグラメトリあり）(c) 時間帯・天候表現

図 3 徳島大学理工学部の 3 次元仮想空間化で作成している（図 3-a）．壁などの外観については，
3.1 システム構成

CAD ソフトや 3DCG ソフトで装飾している．仮想空試作システムは，ホストマシン，クライアントマシ

間内で操作対象となるドアなどのオブジェクト，災害ン，クラウドプラットフォームから構成される（図 2）．

時に動いたり破壊されたりするオブジェクトは Unity(1) ホストマシン

で設置・設定する．

ホストマシンである Windows ワークステーション

フォトリアリスティックな表現で視聴覚的リアリテ

では Unity アプリが動作しており，Photo Cloud を介

ィを高めようと，フォトグラメトリ（写真測量法）をして複数のユーザが入室可能な Room を作成・管理す

試験的に導入した（図 3-b）．しかし，キャンパス内をる．Room ごとに 3 次元仮想空間とシナリオが用意さ網羅するには多くの写真が必要となり，修正作業（ノれており，ユーザ認証，災害状況表現，避難行動ログ

イズ除去やポリゴン数削減など）における負担も大き

記録・再生，NPC 生成などを担当する．

い．さらに，建物の 2 階以上を撮影するには高所作業(2) クライアントマシン（例えば，ドローンを用いた撮影）が必要となるため，

ク ラ イ ア ン ト マ シ ン で あ る Meta Quest 2 で は

現在はフォトグラメトリの導入を中断している．

Unity アプリが動作しており，Room に対応する 3DCG

仮想空間内では，現実世界と同じ時間と天候が表現の描画やユーザの入力処理（アバタの移動など）を担されている．具体的には，昼間，夕方，夜の時間帯に当する．

応じて空の画像（Unity Skybox）を変更し，気象庁か(3) クラウドプラットフォーム

ら取得した徳島市の天候情報に基づいて，仮想空間内

Photon Fusion を介して複数ユーザ（アバタ）やオに雨や風を発生させている（図 3-c）．このような表現

ブジェクトの座標を収集・同期し，Photo Voice により

により，例えば，夜間や悪天候（大雨や強風時）におユーザ間での音声対話を可能とする．

ける避難訓練を実施することができる．

3.2 3 次元仮想空間

3.3 アバタ試作システムでは，徳島大学理工学部キャンパスの現在，アバタには Unity アセットを採用しており，忠実な 3 次元仮想空間化に取り組んでいる（図 3）．キ

実際のユーザに似せたアバタを組み込めてはいない．

ャンパス内建物の基本構造 3D モデルは，CAD データ

HMD を装着している場合はユーザの視線（顔の向き）から変換・生成するか，CAD ソフトで平面図から人手－49－

地震によって散乱した椅子

図 4 腕を動かすアバタ
を，HMD コントローラを利用している場合はユーザの腕の上げ下げを検知して，即座にアバタに反映することができる（図 4）．今後，画像やテキストからアバ
タを自動生成する技術(17)(18)の活用を検討していく．
3.4 機能実装
炎

2.2 で示した機能について，構想中や実装中のもの

図 5 災害状況表現の例も含めて概説する．
(1) 不意打ち避難訓練
ホストマシンから任意のタイミングで，シナリオに記述された災害を発生させることができる．また，地震については，気象庁から防災情報（XML フォーマッ
ト）を受信し，日本国内で一定震度以上の地震が発生した場合，仮想空間内でも地震を発生させるようにしている．
(2) 災害状況表現
現在のところ，散乱した椅子，炎や瓦礫など表現で

図 6 避難場所へ向かう NPC

きる災害状況は限られている（図 5）．
ユーザ（避難訓練設計者）が HMD を装着して仮想際のユーザの避難行動ログを NPC で再現する手法を空間にアクセスし，炎や瓦礫などの 3 次元モデルの設採用している．ログにはユーザの位置座標や視線，腕置を通じて災害状況を表現できるようにしている (19)．

の上げ下げが記録されている．この手法により，ログ

現在，シナリオ記述を再考中であることから，この機からユーザの移動（避難経路）だけでなく顔の向きや能からメタバース内避難訓練のシナリオ出力はできて首の傾き，身振り手振りなども再現できることから，いない．

避難中の焦りや迷いなども表現できると期待される．

(3) NPC 生成(4) 振り返り

災害発生時，仮想空間（Room）内のユーザ数に応じユーザの避難行動ログに基づいて，NPC 生成と同様て NPC を生成し出現させる（図 6）．具体的には，ユに避難行動を仮想空間内に再生する．再生映像を見な

ーザ数に反比例させて NPC 数を調整する．NPC は避がら気づいたことを，アノテーション（テキストまた難行動モデルを有した自律的なエージェントではなく，は音声）として記録しておき，アノテーション付き再

過去に同じシナリオで実施された避難訓練における実生映像を閲覧できるようにする．

－50－

(6) Jovanović,

4. おわりにA.,

Metaverse

andPlatform

Milosavljević,

A.:

for

Collaborative

Gamified“VoRtex

本稿では，メタバース内避難訓練を提案し，その試

Learning”, Electronics, Vol.11. Issue 3, 317 (2022)

作システムを概説した．構想中や実装中の機能が残っ(7) Nagao, K.: “Virtual Reality Campuses as Newており，試作システムの完成に向けて注力していく．

Educational Metaverses”, IEICE Transactions on

Information and Systems , (Advance Publication in

試作システム完成後は，その運用を通じてさまざまな検証を進めていく．3 次元仮想空間内で突然災害が発

2022)(8) Feng, Z, et al.: “A Sequence Analysis of Behaviors in

生し，避難訓練が開始されるというメタバース内避難

Immersive Virtual Reality for Indoor Earthquake and訓練がユーザに受け入れられるかをまず検証する必要

Post-earthquake Evacuation”, International Journalがあるだろう．避難訓練への参加は強制ではないが，of Disaster Risk Reduction , Vol.75, 102978 (2022)

メタバース内で楽しんでいる時間を一時的に中断させ(9) Lovreglio, R., et al.: “Prototyping and Testing a
Virtual Reality Counterterrorism Serious Game forられることに否定的なユーザが存在すると考えられる．

Active Shooting”, International Journal of Disaster

提案したメタバース内避難訓練に肯定的なユーザを増やすためにも，詳細な検討を通じて，訓練効果が高い
ことを明らかにしなければならない．

Risk Reduction, Vol.82, 103283 (2022)(10) Sharma,

S.:“Improving

Emergency

Response

Training and Decision Making Using a Collaborative
Virtual

謝辞

Reality

Environment

for

Building

Evacuation”, Proc. of HCI International 2020–Late

Breaking Papers: Virtual and Augmented Reality ,本研究は JSPS 科研費 JP18H01054 ならびに徳島
大学理工学部・令和 4 年度先端理工学教育研究プロジ

pp.213–224 (2020)(11) 谷岡樹, 光原弘幸, 獅々堀正幹: “地震疑似体験 VR におェクトの助成を受けた．

ける避難行動記録・再現による NPC 生成”, 教育システ
ム情報学会研究報告, Vol.36, No.5, pp.44–50 (2022)

参 考 文 献(12) Mitsuhara,

Shishibori,M.:“Toward(13) Oe, K., Tanioka, I., Mitsuhara, H., and Shishibori, M.:

Agenda”, Virtual Worlds, 1, Issue 2, pp103–129 (2022)(2) Warburton, S.: “Second Life in Higher Education:“Prototype

Systemof

Evacuation

Training

Metaverse”,

Proc.

of

the

International

30th

in

Conference on Computers in Education , Vol.2,

Assessing the Potential for and the Barriers to

pp.122–130 (2022)

Deploying Virtual Worlds in Learning and Teaching”,

British Journal of Educational Technology , Vol.40,

andEvacuation Training in Metaverse”, IGI Global (2022)(1) Trunfio, M. and Rossi, S.: “Advances in Metaverse
Investigation: Streams of Research and FutureH.

(14) 日本バーチャルリアリティ学会編: “バーチャルリアリ
ティ学”, コロナ社 (2011)

No.3, pp. 414–426 (2009)(3) Inman, C., et al.: “Use of Second Life in K-12 and(15) Gamberini, L., et al.: “Psychological Response to an

Higher Education: A Review of Research”, Journal of

Emergency in Virtual Reality: Effects of Victim

Interactive Online Learning, Vol.9, No.1, pp.44–63

Ethnicity and Emergency Type on Helping Behavior(2010)and Navigation”, Computers in Human Behavior,
Vol.48, pp.104–113 (2015)(4) Hwang, G.J. and Chien, S.Y.: “Definition, Roles, andPotential Research Issues of the Metaverse in(16) Park, S. and Kim, S.: “Identifying World Types to

Education: An Artificial Intelligence Perspective”,

Deliver

GamefulExperiencesforSustainable

Computers and Education: Artificial Intelligence ,Learning in the Metaverse”, Sustainability, Vol.14,

Vol.3, 100082 (2022)

1361 (2022)(5) Tlili, A., et al.: “Is Metaverse in Education a Blessing(17) Hu, L. et al.: “Avatar Digitization From a Single

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on Graphics, Vol. 36, No. 6, Article No.1 (2017)(2022)(18) Hong, F., et al.: “AvatarCLIP: Zero-shot Text-driven－51－

Generation and Animation of 3D Avatars”, ACM

Transactions on Graphics, Vol.41, No. 4, Article
No.161 (2022)(19) Oe, K., Tanioka, I., Mitsuhara, H., and Shishibori, M.:“Immersive

Functionfor

Allocating

Disaster

Situations for a VR-based Evacuation Training
System”, Proc. of the 30th International Conference

on Computers in Education, Vol.2, pp.131–139 (2022)－52－