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発表・掲載日:2018/07/05

運転の楽しさを科学的に推定する技術で、豊かで創造的な自動車社会の実現に貢献

-踏みかえ回数を減らした新しいペダル操作が、従来のペダル操作と比較し“より運転を楽しく感じる”ことを科学的に検証-


日産自動車株式会社(本社:神奈川県横浜市西区 社長:西川 廣人)と、国立研究開発法人 産業技術総合研究所(本部:東京都千代田区 理事長:中鉢 良治)自動車ヒューマンファクター研究センター(研究センター長:北﨑 智之)は、共同研究として実施した「ペダル操作の違いが運転者の心理状態と脳活動に及ぼす影響」に関する実験結果を発表する。

実験では、アクセルペダルの操作だけで加速や減速を行い、ブレーキペダルへの踏みかえ回数を減らした新しいペダル操作(以下:ワンペダル操作)での運転時の心理状態および脳活動を、アクセルペダルとブレーキペダルの操作で加速や減速を行う従来のペダル操作(以下:ツーペダル操作)での運転時の心理状態および脳活動と比較した。心理状態については、運転後の質問紙調査から、ワンペダル操作での運転時に、「運転がより楽しく感じられる」ことが示された。脳活動については、運転中に計測した脳波から、ワンペダル操作での運転が、楽しさの重要な要因の一つである運転への集中状態を自然に引き出しうることが示された。



研究概要

  • 研究期間:2018年1月5日~3月14日
  • 場所:茨城県内の一般道路(細くうねった道路、混雑・渋滞のある市街地・駅前道路、跨線橋、カーブが連続する自動車専用高架道、などを含む、一周約11.3 kmのコース)
  • 実験参加者:12名(男女各6名、平均年齢43.4歳、最低年齢22歳、最高年齢55歳)
  • 使用車種:日産「ノート e-POWER」
  • 主な内容:各実験参加者が、二つのドライブモード(ノーマルモード※1、及びSモード※2)で、交互に12回ずつコースを運転した。運転中に脳活動(脳波)を計測し、運転後に心理状態(質問紙)を計測した。主に運転の「楽しさ」の観点から、ペダル操作の違いが運転者の心理状態と脳活動に及ぼす影響を解析した。
    ※1 アクセルペダルを戻した際の減速度がガソリン車と同等のモード(文中:ツーペダル操作)
    ※2 ノーマルモードに比べ、アクセルペダルを戻した際の減速度が強いモード(文中:ワンペダル操作)


研究結果

質問紙調査の結果、ツーペダル操作に比べ、ワンペダル操作での運転時に、「運転が楽しかった」の項目に対する評定値が統計的に有意に高かった(図1)。脳波計測の結果、ツーペダル操作に比べ、ワンペダル操作での運転時に、注意状態を客観的に評価する方法の一つである課題非関連プローブ法における聴覚N1成分が統計的に有意に減衰した(図 2)。これまでの研究から、この課題非関連プローブ法における聴覚N1成分の減衰が、楽しさの重要な要因である運転への自然な集中(運転に配分される注意資源量の増加)を反映することが示されている(図3)。なお、これらの質問紙調査および脳波計測で観察された効果は、実験の前半から後半まで一貫して生じていたことから、ワンペダル操作が実験参加者にとって新規なものであったため、あるいはワンペダル操作に対する慣れが不足していたために生じた効果とは考えにくい。これらの結果から、ワンペダル操作での運転が、運転者にとってより楽しいこと、ならびに楽しさの重要な要因である運転への集中状態を自然に引き出すことが示された。

研究の経緯

産業技術総合研究所は、脳波を用いて人間の認知状態を推定する技術に強みを持ち、運転者をはじめとする様々な作業者の認知状態を客観的に推定・評価する技術の開発を行ってきた。これらの技術が、作業の楽しさや難しさに関連して生じる注意状態(作業に配分される注意資源量)の変動の評価に有用であることを報告している(2014, International Journal of Psychophysiology, 94, 35-41; 2016, Biological Psychology, 120, 137-141)。日産自動車は、電動駆動車などの普及により導入される新しい運転操作系が運転者の認知状態に与える影響を調べることが、人間に適合した設計を推進するうえで重要と考え、今回、産業技術総合研究所の技術を活用し、ワンペダル操作が運転者の注意状態に及ぼす影響を調べる共同研究に取り組んだ。

今後の予定

「楽しい」と感じる操作が運転への集中を促すことがわかったように、脳波を用いた運転者の注意状態推定技術は、運転操作系の新しい設計支援技術となると考えられる。技術革新による電動駆動車や自動運転車などの普及により、従来とは異なる新しい運転操作系も広がりを見せている。今後、それらが運転者に及ぼす影響について、この推定技術を用いて引き続き探究し、豊かで創造的な自動車社会の実現に貢献する。
 

図1
図1 質問紙調査の結果(12名の実験参加者の平均値、エラーバーは標準誤差を示す)

図2
図2 脳波計測の結果(12名の実験参加者の平均値、エラーバーは標準誤差を示す)

図3
図3 聴覚N1成分の減衰と運転への自然な集中(運転に配分される注意資源量の増加)の関係


用語の説明

◆課題非関連プローブ法
作業者に対し、作業とは関係のない音刺激(プローブ)を呈示し、プローブに対する脳反応の大きさから注意状態を推定する方法。作業者が作業に集中するほどプローブに対する脳反応は小さくなる。[参照元へ戻る]
◆聴覚N1成分
音刺激の呈示直後の脳波を平均化することで算出される聴覚誘発電位の一成分で、主に聴覚野における音の情報処理を反映する。[参照元へ戻る]
◆注意資源量
心理的エネルギーのことであり、私たちが行う様々な作業はこのエネルギーの配分をうけて実行されると考えられている。例えば、一つの作業に集中すると、作業とは無関係な音は耳に入らなくなる。私たちが日常的に経験するこの現象は、利用可能な注意資源の総量には限界があり、ある作業に多くの注意資源が配分されると、音の処理に配分できる余剰の注意資源が減少するからだと説明される。[参照元へ戻る]



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