モバイル学会

原著論文

体感振動刺激が及ぼす生体反応と単調作業課題への影響
1)

小西 建斗 1), 萩原 啓 2)立命館大学大学院 情報理工学研究科，

2)

立命館大学 情報理工学部

Influence of Physiological Response and Monotonous Workby Body Sensory Vibration Stimulus
1)

Kento KONISHI1), Hiroshi HAGIWARA2)
Graduate School of Information Science and Engineering, Ritsumeikan University
2)
College of Information Science and Engineering, Ritsumeikan University

Abstract: The objective of this study is to monitor the changes in physiological index. We measured the Alpha
Attenuation Coefficient (AAC), High Frequency Component (HF) and oxygenated hemoglobin (oxyHb) as
objective parameters and RAS (Roken Arousal Scale) as subjective parameters of experimental participants while
performing simple tasks related to motor skills, which is necessary for a safe driving. The oxyHb signal wasmonitored from the frontal association and somatosensory areas using near infrared spectroscopy (fNIRS). NIRS
can measure changes in brain hemodynamics during tasks noninvasively and unconstrained. Experimental results
showed the value of oxyHb and AAC increased. On the other hand, HF and tracking error decreased whenexperimental participants were exposed to body sensory vibration. From these findings, we suggested that bodysensory vibration stimuli were valid for monotonous work for a relatively. In conclusion, we could show theusability of body sensory vibration stimuli for monotonous work such as UniMove and it influence autonomic andcentral nervous system.

Keywords: fNIRS, oxyHb, Body Sensory Vibration Stimuli, Monotonous Work
キーワード: 近赤外線分光法, 酸素化ヘモグロビン, 体感振動刺激, 単調作業課題
1. はじめにいるものが挙げられる。しかし、シートベルトを振動させると内臓に非常に近い位置を刺激することになり、内臓との共振が近年の技術革新に伴い、漫然運転などのドライバのヒュー
マンエラーを防止するための技術として画像認識[1]やステア
リングによる心電図計測を用いた研究がなされている[2]。それらに加え、自動停止システムなどの技術により交通事故による死者数は年々減少傾向にある。しかし、依然として操作者自身が原因となる居眠り運転や運転操作ミスが事故の多くの割合を占めている[3]。現在、自動車に搭載されているもので、ドライバの眠気を検知すると、コーヒーカップのマークが点灯する機能などがあるが、様々なセンシング手法でドライバの状態や異常を検知しても、検知後に適切なフィードバック、及び注
意喚起を行わなければ操作者自身が原因となる事故は減らないと考える。このようにセンシング技術は進歩するものの、どのようなフィードバック、及び注意喚起がドライバにとって効果懸念され、結果的に乗り物酔いの原因にもなりうる。また手掌となると、ステアリングを振動させることになり、誤操作の原因になりかねない。評価指標の観点から見ると、心拍変動のみなど限られた生理指標の中で行われているなどの課題がある[4-6]。これらを考慮した上で、座面からの振動呈示を行い、脳機能活動を含めた振動刺激による生理的影響の考察を行った。本研究は実用化に向けて、まず体感振動刺激が人間の脳内血行動態や心拍変動、脳波等の生体反応と単調作業課
題に与える影響を明らかにすることを目的とした研究である。
本研究から振動刺激がドライバの覚醒度上昇や眠気防止、脳活動の活性化が示されれば、ドライバの異常検知時におけるフィードバック、注意喚起手法としての提案に繋がると考えている。

的なのかは明らかになっていない。そこで、本研究では運転

2. 実験方法

操作に影響なく呈示可能な体感振動刺激に着目した。振動を扱った研究はシートベルトを振動させるものや手掌に呈示して2015 年 1 月 14 日受理．（2015 年 3 月 12-13 日シンポジウム「モバイル'15」にて発表）

2.1 実験概要
本実験では実験参加者を健常な 21～24 歳の成人 13 名(男性 11 名、女性 2 名、利き手は右利き)とし、計測に先立って十分なインフォームド･コンセントを得た後に行った。行動指標として標的追従課題(UniMove)、生理指標として脳波、心電図、モバイル学会誌, Vol.5 (2), pp.49-55 (2015).

49

小西建斗ほか: 体感振動刺激が及ぼす生体反応と単調作業課題への影響
脳内血行動態を計測、主観評価として RAS(Roken Arousalに位置するように装着した。本研究では運転に必要な認知判

Scale)を用いた。パフォーマンス中における体感振動刺激の断を司るとされる前頭連合野と、振動の感知･操作に関係する有無によるパフォーマンス結果や生理データ、および主観評

体性感覚野に着目した。脳内血行動態変化から神経活動を価へどのような影響を与えるのかを統計処理を行い調査した。

脳の部位別に定量的評価が可能な指標と考えられる。

2.2 体感振動刺激

2.3.3 心電図

本 実 験 で は 任 意 波 形 作 成 ソ フ ト DF1906 DIGITAL

心電図計測には多用途脳波計 EEG1100 (日本光電)を用

FUNCTION GENERATOR DF0106 (エヌエフ回路設計ブロッいた。心電図の電極は 3 点誘導法に従い左右の鎖骨 2 箇所とク ) を用いて波 形 を作成した 。 バイブロミュ ージックアンプ

左の肋骨の下から 2 番目に当たる箇所に装着した。なお、装VMA-20(アクーヴ・ラボ)、信号発生器にはファンクションジェ

着前には脱脂を行い皮膚面の接触インピーダンスを下げるた

ネレータ DF1906(エヌエフ回路設計ブロック)を用い、振動発

めに皮膚前処理剤で擦り、アルコール脱脂綿で拭き取り電極

生器バイブロトランスデューサ Vt708（アクーヴ・ラボ）で振動をを装着した。本研究においてはドライバのリラックス度合い、眠発生させた。人間の振動感覚受容器は振動刺激を呈示する

気を評価する指標として計測を行った。

時間が長くなると順応しやすくなり[7]、体感振動刺激の効果が薄れるという先行研究が報告されている[8]。従って、先行研

2.3.4 脳波

究の刺激間隔 4 秒、振動呈示時間 3 秒よりも振動呈示時間を脳波計測には多用途脳波計 EEG1100 (日本光電)を用いた。

短くし、かつ総刺激時間間隔を変えない様に刺激間間隔を電極は図 2 に示すように国際 10-20 法に則り、O1、O2、A1、

6.5 秒、振動呈示時間を 0.5 秒とした。人間の振動感覚の受容A2、アースとして額(Z)に装着した。ドライバの覚醒度を定量的

器はパチニー小体とマイスナー小体が存在することが知られに評価する指標として計測を行った。

ている。マイスナー小体は体表面に存在し、体表面感覚に由鼻根部来するもので低周波振動の受容器である。本研究では体表面811に存在するマイスナー小体のみへの振動刺激呈示を行うため

6

1
4

9
12

7
10

にマイスナー小体の最低閾値である 30Hz を用い、着座してい

2
5

耳介前点
右耳

CZ

る椅子の座面から行った。また、振動刺激は振幅 0.55mm、加2023

速度 0.05m/sec2 として与えた。振動は人間が自動車本来の揺れ(3～6Hz)とは異なる周波数として認識が可能であり、強度

3

18
21

●：emitter

24

13
16

19
22

左耳

15

14
17

●：detector

はスマートフォンの振動よりやや強めの刺激を呈示した。

2.3 計測指標
2.3.1 標的追従課題(UniMove)
UniMove は画面上を 8 の字に動くターゲットをマウスで追従するという標的追従課題である。このときマウスを操作する手は被験者の利き手とし、課題は LabVIEW(日本ナショナルイン
スツルメンツ)にて作成した。本課題は非常に単調なため遂行
中は常に集中した緊張状態を保持し続ける必要がある。追従

後頭結節

図 1 fNIRS 装着位置

図 2 脳波電極装着位置

2.3.5 RAS (Roken Arousal Scale)
実験の開始時と終了時に主観評価の計測として疲労・覚醒
主観評価指標 RAS(Roken Arousal Scale)を実施した[9]。RASとは産業科学技術研究開発プロジェクト「人間感覚計測応用技術」で開発された主観評価法で、精神的作業負担の主観評価法のひとつである。各因子(眠気、全般的活性、リラックス、誤差を算出し、振動の有無による操作の正確性の違いを調査

緊張、注意集中困難、意欲減退)は、それぞれ 2 つの評価語するために採用した。

((眠気:まぶたが重いと感じる、眠い)、(全般的活性:活力がみ

2.3.2 脳内血行動態

なぎっている、積極的な気分だ)、(リラックス:くつろいだ気分だ、
ゆったりした気分だ)、(緊張:緊張している、どきどきしている)、

脳内酸素化ヘモグロビン濃度変化の計測には近赤外光イ(注意集中困難:思考が鈍っている、注意集中ができにくい)、

メ ー ジ ン グ 装 置 OMM-3000( 島 津 製 作 所 ) を 用 い た 。

(意欲減退:やる気が出ない、何かする事に乗り気がしない))か

NIRS(near-infrared spectroscopy)の計測部位は前頭連合野、らなる。評定方法としては（1. あてはまらない～3.少しあてはまおよび体性感覚野を計測した。図 1 のようにプローブの装着をる～5.かなりあてはまる～7. 非常にあてはまる）の 7 段階評定

行い、チャンネルを設定した。発光プローブと受光プローブの法を採用しており、記入時の状態に該当する評価段階を選択

間隔は 3cm とし、国際 10‐20 法に則り、CZ が 18ch の前方 3cmする。評価は、各因子に対応する 2 項目の平均評定値によっ50Vol.5(2), pp.49-55 (2015), J. Mobile Interactions

モバイル学会て評価する。ドライバの生理的な結果が被験者状態を反映し物質濃度の時間的変化を算出する modified Lambert-Beer 則ているのか、また人間の主観として実際どのように感じているに基づいているため、計測開始時の初期値からの相対的な変のかを調査するために計測を行った。

化を算出したものとなる[11]。また NIRS 計測において、計測装置における高周波成分のノイズ、および呼吸、心拍などの2.4 実験プロトコル

生体が起源となるノイズが混入することが知られている[12]。そ実験プロトコルを図 3 に示す。RAS、安静座位、AAT(Alpha

れらを除去すべく、NIRS 信号に対し 0.001Hz のハイパスフィ

Attenuation Test;α波減衰テスト)、タスク、AAT、安静座位、

ルタ、0.1Hz のローパスフィルタを適用し、基準線を抽出した。

RAS を 1 サイクルとした。タスクは安静座位、UniMove の 2 種

なお、本研究で解析対象とした前頭連合野ならびに体性感類に対しそれぞれ振動刺激あり、振動刺激なしの計 4 セットを覚野において oxyHb の上昇をもってその部位での活性化と定行った。タスクにおける安静座位は UniMove と比較するため義し脳内の神経系活動がなされたと判断した。しかし、生の生に計測を行った。本実験では生理指標の計測に重きを置いて体信号での oxyHb の増減の判断は計測されたデータに被験おり、脳波を指標とする AAT の前に安静状態を入れタスク前者の個人差を伴い難しく目視による主観的な評価しかできな

後での RAS と安静座位の位置をサンドウィッチ構造(タスクをい。先に述べたように、oxyHb の値は計測開始時の初期値か中心にして前後を対称な関係)にするため、このようなプロトコ

らの相対的な変化の値でしかなく、その時々の変化の絶対値

ルで実験を行った。また、順序効果を考慮し、タスクは実験毎ではない。そのため、解析を行うにあたり変化の増減傾向が非にランダムとした。実験前後の安静座位は生体信号のベース

常に重要な意味を持つ。そこで、δ-oxyHb を用いた[13]。

ライン補正のために行い、本実験での安静座位は開眼状態とδ-oxyHb とは生波形にフィルタ処理と標準化を行った波形にした。

対して微分フィルタをかけ、傾きが正の部分を増加成分、傾きが負の部分を減少成分とし、その際の増加成分(グラフの 0 より大きい成分の面積の総和)から減少成分(グラフの 0 より小さい成分の面積の総和)を減算した値である。これにより、元波形が瞬間的に増加傾向なのか、減少傾向なのかが分かり、それらを算出することで定量的に NIRS データを評価することが可能となり、被験者間の個人差を考慮した解析が可能となる。
これを図 4 に示す。δ-oxyHb により、値が正の場合、元波形は
図 3 実験プロトコル

増加傾向にあり、値が負の場合、元波形は減少傾向となる。
δ-oxyHb の値をタスク全体、もしくはタスク 1 分毎で加算平均

3. 解析方法

することでタスク中における oxyHb の増減傾向の判断を可能

3.1 標的追従課題(UniMove)とした。

標的追従課題では標的の位置座標を(x1,y1)とし、マウスの位置座標を(x2,y2)とした。それぞれの位置座標データがサン
プリングレート 12Hz で得られる。下記の(1)式を用いて得られ

なお、解析にあたっては脳の神経が活動した際に遅れておこる神経血管カップリング反応を考慮し[14]、δ-oxyHb ではタスク開始 10 秒を除き解析を行った。
2
1.5
1

oxyHb

た位置座標を代入し、標的追従誤差 L を算出した。評価としてはタスク 3 分間の平均追従誤差、追従時ばらつき、および 1

0.5
0
‐0.5
‐1
‐1.5
‐2

分間毎の平均追従誤差の変化に注目した。

240

300

360

420

Time[sec]

0.02
0.015

増加成分

0.01

δ‐oxyHb

(1)

0.005
0
‐0.005

減少成分

‐0.01

3.2 NIRS データ‐0.015
‐0.02

240

300

360

420

Time(sec)NIRS により計測される指標は、酸素化ヘモグロビン濃度変化(oxyHb)、脱酸素化ヘモグロビン濃度変化(deoxyHb)、及び両者の和である総ヘモグロビン濃度変化(totalHb)の 3 指標で

図 4 δ-oxyHb

3.3 HF(High Frequency Component)

ある。NIRS から得られる脳活動の指標はいくつか存在するが、心電図の解析には心拍 HF を用いた。HF は心拍変動の周本研究では先行研究より局所脳血流変化と最も相関が強いと波数解析で算出される 0.15Hz-0.4Hz の周波数成分を累積しされる酸素化ヘモグロビン濃度変化(oxyHb)を解析対象としたたものであり、副交感神経系の活動度合を示す指標である。

[10]。NIRS で計測されるヘモグロビン濃度変化は近赤外光が本研究では心電図の棘波である P,Q,R,S,T 波のうち R 波と R

生体中の血液により吸収散乱される性質を利用し、その吸光波の間隔をとることで心拍周期の変動を得た。

モバイル学会誌, Vol.5 (2), pp.49-55 (2015).

51

小西建斗ほか: 体感振動刺激が及ぼす生体反応と単調作業課題への影響
HF は生理信号を処理して求めるため、被験者間に個人差

4.2 NIRS データが生じる。そこで被験者毎で標準化を行った後に標準化した

図 6、図 7 のグラフはそれぞれ安静座位、UniMove の各チ値を加算平均した。これにより、各被験者間でタスク、振動のャンネルの δ-oxyHb の加算平均値である。1、6、11ch は前頭有無での比較を行うことが可能となる。なお、今回はタスクの連合野、14、19、24ch は体性感覚野を示す。安静座位、前後での HF の変化を比較した。

UniMove において前頭連合野と体性感覚野は増減傾向が相反している。UniMove では体性感覚野において振動刺激

3.4 AAC(Alpha Attenuation Coefficient)
AAT(Alpha Attenuation Test;α 波減衰テスト)[15]により覚醒の有無による比較において差が有意傾向を示した(p<0.1)。

度の定量的評価を行った。閉眼安静時の α 波出現量と開眼

また、このような解析方法ではタスク 3 分間における増減はによる α 波の減衰が個人の覚醒度に対応して変動することを分かるが、タスク中における時系列的な変化は分からない。そ利用し、閉眼 30 秒、開眼 30 秒を繰り返し、各開閉眼時の α

こで、タスク 3 分間を 1 分刻みにした δ-oxyHb の解析を行った。

波帯域パワースペクトルからその比率である AAC を覚醒度と前頭連合野、体性感覚野の中心のチャンネルにあたるそれぞし下記の(2)式で求めた。AAC は生体信号である α 波を用いれ 6ch と 19ch とし、安静座位(図 8、図 9)、UniMove(図 10、図て算出するため個人差が生じる。そこで被験者で標準化を行11)とする。図 8、図 10 の結果から刺激開始直後に前頭連合った後に標準化した値を加算平均した。これにより、各被験者

野にて δ-oxyHb が減少し、時間が経過するに従い有意傾向

間でタスク、振動の有無での比較を行うことが可能となる。な(p<0.1)及び有意差(p<0.05)をもって増加することが分かる。まお、HF との比較を考慮して AAC でもタスクの前後での変化をた、UniMove ではその後有意に減少し(p<0.05)、変化量では比較した。なお、解析には O1-A2 より導出した α 波を用いた。

安静座位に比べ UniMove を行なっている時の方が大きくなっていることも分かる。体性感覚野では 3 分間の加算平均値で

AAC

(2)

は有意傾向が確認されたが、時系列変化では特徴的な増減傾向は認められなかった。

3.5 RAS
各因子(眠気、全般的活性、リラックス、緊張、注意集中困

安静座位

難、意欲減退)の値をタスク前後で比較を行った。各個人での0.2値を算出した後に加算平均を行った。検定にはウィルコクソン

0.15
δ-oxyHbの符号順位検定を用いた。

4. 結果

0.1
0.05

振動なし

0

振動あり

‐0.05

4.1 標的追従課題(UniMove)

‐0.1

1ch

図 5 のグラフは式(1)より算出された平均追従誤差を示している。標的追従課題はプロトコルの 1 サイクルの 240 秒～420
秒の際に遂行されており、3 分間のデータになっている。グラ

6ch

11ch

14ch

19ch

24ch

Channel

図 6 δ-oxyHb チャンネル別加算平均データ(安静座位)

フは 3 分間のデータを 1 分刻みにした変化推移になっており、0.2

均データとなっている。図 5 のグラフより、3 分間において振動が分かる(p<0.05)。また、タスク全体を通して振動刺激なしに比べ、振動刺激呈示時に追従誤差が小さく、この傾向はタス† p<0.1* p<0.05

平均追従誤差変化推移

追従誤差[pixels]

†

†

0.1
0.05

振動なし

0

振動あり

‐0.05

ク終盤になっても続いていることが分かる。
20

†

0.15
δ-oxyHb

刺激を呈示した時に有意に追従誤差が小さくなっていること† p<0.1

UniMove

左から時系列順になっている。また、右端は 3 分間の加算平

‐0.1

1ch

6ch

11ch

14ch

19ch

24ch

Channel**図 7 δ-oxyHb チャンネル別加算平均データ(UniMove)

15

10

振動なし
振動あり

5

0
240~300

301~360

361~420240~420

Time[sec]

図 5 平均追従誤差
52Vol.5(2), pp.49-55 (2015), J. Mobile Interactions

モバイル学会

4.3 HF† p<0.1

6ch(安静座位)

δ-oxyHb3

図 12 は HF のタスク前後での変化量を比較したグラフである。タスク後の HF 値からタスク前の HF 値を減算したものとなっ†2ており、ベースラインより正の成分をタスク前後での増加量とし、1負の成分をタスク前後での減少量と定義する。UniMove 振動

0
振動なし

‐1

振動あり

‐2

刺激呈示時には HF が減少し(p<0.1)、副交感神経系の活動度を抑制する傾向が見られた。

‐3

250～300

301～360

361～420† p<0.1

HFタスク前後変化量

Time[sec]2

図 8 δ-oxyHb 部位別変化推移データ(安静座位 6ch)

1.5
1

†

0.5
0

振動なし

-0.5

振動あり

HF
† p<0.1

19ch(安静座位)
3

-1

†

-1.5

δ-oxyHb

2

-2

1

安静

0

図 12 HF タスク前後変化量

振動なし

‐1

UniMove

振動あり‐24.4 AAC‐3

250～300

301～360

361～420

図 13 は AAC のタスク前後での変化量を比較したグラフでTime[sec]

ある。タスク後の AAC 値からタスク前の AAC 値を減算したも図 9 δ-oxyHb 部位別変化推移データ(安静座位 19ch)のであり、ベースラインより正の成分をタスク前後での増加量とし、負の成分をタスク前後での減少量と定義する。安静座位
では振動刺激の有無で比較すると、振動刺激ありでなしに比* p<0.05

6ch(UniMove)
3**

しない時にはタスクの前後で覚醒度の変化量が減少している2

δ-oxyHb

べ覚醒度の変化量が増加しており(p<0.05)、振動刺激を呈示(p<0.01)。

1
0
振動なし

‐1

AACタスク前後変化量

振動あり

‐2

2

‐3

250～300

301～360*

1.5

361～420* p<0.05** p<0.01

1Time[sec]

図 10 δ-oxyHb 部位別変化推移データ(UniMove 6ch)

AAC

0.5
0

**

振動なし

-0.5

振動あり

-1
-1.5
-2
19ch(UniMove)

安静

3

図 13 AAC タスク前後変化量2δ-oxyHb

UniMove

1
0
振動なし

‐1

振動あり

‐2

4.5 RAS
眠気において、安静座位振動刺激なしでは有意に眠気が増加していた(p<0.01)。UniMove においても振動刺激なしで‐3

250～300

301～360

361～420

Time[sec]

図 11 δ-oxyHb 部位別変化推移データ(UniMove 19ch)

は眠気が増加し(p<0.1)、振動刺激呈示で眠気が減少した(p<0.1)。また、UniMove の全般的活性においても振動刺激を呈示することで増加し(p<0.1)、振動刺激なしでは減少していた(p<0.05)。これらは全て統計的有意差及び有意傾向が確認された。

モバイル学会誌, Vol.5 (2), pp.49-55 (2015).

53小西建斗ほか: 体感振動刺激が及ぼす生体反応と単調作業課題への影響† p<0.1** p<0.01

安静振動なしがあることが示唆された。つまり、脳機能の活性化により単調

7
6
5

UniMove の影響も含め振動刺激が前頭連合野の活性へ影響†**

作業課題がより正確に行われたと考える。先行研究の課題で4はタスクの後半になるにつれ、振動刺激に順応し、振動の有

3
2

タスク前

1

タスク後

無による追従誤差に変化が見られなかった。本研究では先行研究と比較して振動呈示時間を短くすることで、先行研究に0

比べ追従誤差が有意に減少し、タスクの後半にも振動刺激の有無で有意な差が確認された(図 5)。このことから、先行研究に比べより効果的な振動刺激の呈示を行うことができ、振動刺図 14 RAS(安静振動なし)

激が単調作業の正確性向上、脳の活性に有用であることが示* p<0.05

安静振動あり7

自律神経系の活動状態を示す副交感神経系活動度では、*

6振動刺激呈示により HF がタスク前後で減少していることから

5
4
3

された。

2

タスク前

1

タスク後

0

副交感神経系活動度が抑制されている。一方、中枢神経系の活動状態を示す脳波では、安静座位時において振動刺激呈示によって覚醒度が増加しており、また振動刺激なしでは有意に減少していた。このことから、自律神経系活動、中枢神経系活動の指標においても振動刺激が眠気防止、覚醒度維

図 15 RAS(安静振動あり)持に有用であることが示唆された。
† p<0.1* p<0.05

UniMove振動なし
7
6
5

†

†

*

RAS においても振動刺激呈示を行うことで眠気減少、全体的活性増加が統計的有意傾向にあることから生体反応と主観評価の両者から振動刺激の影響が確認できた。

*

前頭連合野の脳内血行動態 δ-oxyHb の増加はタスク開始

4
3
2

タスク前

1

タスク後

0

1 分から 2 分にかけてのみであった。また、UniMove ではタス
ク後半で減少する傾向が見られた。これは学習効果による脳の活動部位の変化[16]、もしくは脳の神経活動によるエネル
ギー需要が供給を上回ったこと[17-18]が考えられる。本研究のタスクは非常に単調であることから学習効果による脳活動部

図 16 RAS(UniMove 振動なし)
UniMove振動あり

位の変化と考えられる。活動部位が前頭連合野から変化した† p<0.1

タスクの後半でも振動刺激の有無で有意な差が見られた。タ

7
6
5

†

が、パフォーマンスの結果からは統計的有意差が確認され、スクの結果と脳内血行動態の関係性を今後も追求していく必

†

要がある。

4
3
2

タスク前

加えて、UniMove 時の体性感覚野の脳内血行動態では振

1

タスク後

動刺激呈示によって振動なしに比べ増加したが(p<0.1)、これ

0が振動刺激によるものであるか定かでない。というのも、もし振動刺激による増加であれば、安静座位条件でも同じ様に振動
図 17 RAS(UniMove 振動あり)

5. 考察
行動指標である UniMove では振動刺激を呈示することで平均追従誤差が減少し、1 分毎の変化推移でもタスクの後半
で振動刺激有無による統計的有意差が見られた。脳内血行動態では、前頭連合野の δ-oxyHb の時系列解析(図 8、10)において振動刺激による δ-oxyHb の増加が見られた。UniMove、
安静座位振動刺激呈示時にも同様の増加が見られたことから、
54なしに比べ振動ありで増加するはずである。このことから、
UniMove というタスクが体性感覚野への影響があると考える。
また、振動刺激と追従課題(手を動かすという行為)の影響を受け、体性感覚野の血行動態が増加したものと考える。
本研究における単調作業課題は 3 分間の遂行であったが、今後の実用化などを検討する際には長時間の運転を考慮したタスクの遂行が必要となる。さらには振動刺激の効果の持続、ドライバが眠気を感じた時に刺激を呈示するシステムを考慮した実験が必要となる。さらには単調な追従課題も実際に近い

Vol.5(2), pp.49-55 (2015), J. Mobile Interactions

モバイル学会

ようなドライビングシミュレーターにおいて、振動を呈示した際にどのような生理的変化、パフォーマンス変化をするのかも明
らかにしていく必要がある。

6. まとめ本研究において体感振動刺激が単調作業課題、および中枢神経系、自律神経系に対して有用であることが生理的指標、
主観評価、パフォーマンスの向上から示された。本研究から、ドライバの眠気検知時などに行うフィードバック、注意喚起手法として振動刺激の可能性が示唆された。今後、振動刺激の呈示をランダムに行う、周波数の変更など振動刺激そのものを考慮した検討も行っていく必要がある。さらに、脳内血行動態のような神経血管反応による解釈や実験におけるタスク遂
行時間についても解析方法や実験方法を考慮した研究を行っていく必要がある。

謝辞
本研究の一部は、文部科学省私立大学戦略的研究基盤形
成支援事業(平成 25 年～平成 29 年)の助成を受けたものであ
る。

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著者紹介
小西 建斗（学生会員）
1991 年 12 月 4 日生.2014 年 3 月立命館大学情報理工学部知能情報学科卒
業. 同年 4 月立命館大学大学院情報理工学研究科人間情報科学コース入学,
現在に至る.主に NIRS,心電図,脳波, 体感振動刺激の研究に従事.モバイル学会,日本人間工学会関西支部の会員.

萩原 啓（正会員）
1953 年 5 月 25 日生.1977 年大阪大学
基礎工学部生物工学科卒業.同年松下電工株式会社入社.電器 R&D センター
健康科学研究所主幹研究員を経て2003 年立命館大学へ.現在,立命館大学
情報理工学部知能情報学科教授.博士(医学).生体情報計測
評価技術,特に睡眠・覚醒・生体リズムの研究に従事.モバイル学会,日本生体医工学会,ヒューマンインタフェース学会,日本
人間工学会の会員.

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