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デバイスアートCRESTシンポジウム

「デバイスアートにおける機能モジュールの開発による、生産性の向上──機能モジュール開発」

「デバイスアートの客観的評価手法と、制作のための方法論の構築──鑑賞者の生体計測」

プレゼンテーション：矢野博明（筑波大学）

2007年5月18日＠秋葉原UDX4F：アキバ3Dシアター

矢野：筑波大学の矢野です。私は2つの研究開発項目に携わっておりまして、今日はその2つをご紹介する予定です。ひとつは「機能モジュールの開発」ということで、先ほどのクワクボさんと同じ研究項目です。それからもうひとつはデバイスアートの客観的な評価手法ということで、鑑賞者の生体計測について取り組んでおります。その2つのお話をしてまいります。

6.1●機能モジュール

まず、ひとつめの「機能モジュール」の話ですけれども、今の『Pri/Pro』というのは、どちらかというとデバイスアートに携わる人の裾野を広げるための技術といった感じですが、私が取り組んでいるのは、もう少しハイエンドの人向けの機能モジュールを作ろうということでやっております。

デバイスアートを作るにあたって、特に特徴として挙げられるのは、インタラクションが起こっていることだと思いまして、そのインタラクションを生成する部分の技術基盤を整理しようということで、「IOA（Interaction Oriented Architecture）」というものを作っております。【図1】

これは大きく分けますと、まず「インタラクションマネージャ」というものがあって、その下に書いてある「入力モジュール」というのがセンサー……各種入力のデバイスがつながるようなモジュールです。あと、「出力モジュール」というのは、モーターや各種アクチュエーターやLEDなどがその対象になりますが、そういったものがくっつけられるものを作りまして、それがすべてインタラクションマネージャに取りつけられている。インタラクションマネージャの中で情報の交通整理をしてあげるような仕組みを作っています。また、デバイスアート作品同士が通信できるような「通信モジュール」というのも、その中に組み込んでいます。

6.2●『ロボットタイル』

これのひとつの応用例として『ロボットタイル』というものが今動いています。こちら【図2】でお見せしていますのは、去年だったと思いますが、東京都写真美術館でやりましたデバイスアート展の様子です。『ロボットタイル』というのは、全方位移動車両を4台使っていまして、今、男の子が上に乗って前に歩いていますけれども……前に歩くと、ロボットタイルが後ろに引き戻してくれて、男の子はだいたい真ん中に立った状態で、ずっと無限に歩き続けることができる、というシステムです。このシステムの中で、先ほどの「IOA」が動いています。

今のビデオでは4台で走っていましたが、今度は新型の『ロボットタイル』を作っています。これは6台に拡張していまして、それプラス、平面だけではなくて凹凸面も歩けるように、昇降機構を取りつけております。具体的には『ロボットタイル』の天板の上のところに（カムによって）上下に動く機構を取りつけております。

実際に今、昇降のところまでできるようになっているのですが、このような形です【図3】。人が階段を上がるのに、だいたい2ヘルツぐらいのタイミングで上がっていくだろうということで、このぐらいの動きができるようなものを今作っています。これを6台組み合わせて階段を登ったり降りたりすることを、今実現しようとしております。

これ【図4】は『ロボットタイル』の中でIOAがどういうふうに動いているかですが、IOAのモジュール……というか、IOAそのものが、モーターひとつにつき、ひとつずつ付いているようなモデルになっています。クライアント側というのがロボットタイル1枚1枚です。その中にモーターが4つ、プラス昇降にひとつで、合計5つ付いているのですが、IOAで作ったアーキテクチャが乗っかった分散基盤がそれぞれ付いています。

さらに、主基板というのがクライアント側の中に付いていまして、それと分散基板がシリアル通信を行なって……主基板の中にはインタラクションマネージャだけが入っているのですが、それが各モーターの協調制御をやっております。

『ロボットタイル』が6つあるのですが、それぞれの『ロボットタイル』同士の動きというのは、さらにもうひとつ上の、サーバ側と書いてあるPCの中で……またインタラクションマネージャが入っているのですが、それと通信モジュールが動きながら全体を管理しているような形のものを作っております。

一応こういった流れでIOAがそれなりに動くことが分かってきましたので、今後は他のデバイスアート作品にも適用していけたらと考えております。

6.3●「デバイスアートの評価手法」

それからもうひとつのトピックである、「デバイスアートの評価手法」ということで、従来はデバイスアートの評価というのは機械特性とか、あるいはアンケートみたいなものを取って、主観的評価を行なっていたのですが、もう少し客観的に評価したいということで、ここでは脳の活動に注目して、これを客観的に計測する装置を使って評価をしようとしております。

具体的には「光トポグラフィ（NIRS）」と呼ばれる装置を主に使っています。他に脳波計とかも使っていますが、今日は「光トポグラフィ」のお話しをさせていただきます。これは頭の中に、頭皮のところから……この右上の図【図5】は、頭を輪切りにした図ですが、左側にある部分が赤外線の光を出すところです。その光は骨を通過して脳のところまで到達するのですが、その中で反射して、また外に出てきます。それを受光部の方で受けて計測をするのですが、血液中の酸素化ヘモグロビンの量に応じて、反射して返ってくる光の量が変わるという性質があることが分かっています。この性質を使って、頭の色々なところにこのプローブをくっつけて、どういう活動をしているかを測るというものです。

申し遅れましたが、血液の量の変化が脳の活動の変化と相関があるという研究がありまして、それによって脳の活動を血液の量の変化で計測しようということです。

この「光トポグラフィ」の特徴としては、帽子のようなものをスポッとかぶるだけで計測ができますので、歩いていても計測ができるということです。先ほどの『ロボットタイル』も歩くのが主流だったので、我々の研究室のところで歩行感覚呈示する装置を作っていますので、それで評価をしてみようということをやりました。

歩行運動に関係する脳機能の脳地図（＝脳機能地図）がここ【図6】にあるわけですが、赤く出ているところが歩行に関する領域であることが、文献等を調べると分かります。ここから頭にこのような形でプローブをつけて、それで実際に歩いているところを取ります。単に測るだけではなく、2つの対照実験として、ひとつは「GaitMaster3」【図7】 という歩行感覚呈示装置がうちの研究室にあるのですが、それを使って歩くということをやりました。「GaitMaster」自体はこんなふうに、歩きますと……下のところついている床板（フットプレート）が足に追従していっしょに動いてくれて、立脚側の足を引き戻してくれることで無限に歩き続けることができるものです。それと、普通の歩行とどう違うのかを見てみたいと思いましたので……実際に「光トポグラフィ」の装置というのは小さな冷蔵庫ぐらいの大きさがありますので、歩いているところにいっしょに付いていくのはなかなか難しいので、固定ベルトの上をひたすら歩く「トレッドミル」【図8】という装置の上で歩いてもらって、両方を比較することを行ないました。

こちら【図9】が（「GaitMaster」を使って）30秒間歩いた時の歩行の様子をビデオに撮ったものですが、ちょうど頭の上から見ている様子です。この辺りが歩行に関係するところなのですが、かなり赤くなっているのが分かると思います。これは歩行をする時に随意運動といいまして、普通は無意識にやっているような運動を注意深くやっているような状況が起こっていることが分かりました。

対して「トレッドミル」の方は、あまり反応がありません。本当にうっすらと、ちょっと出てくるかな……というぐらいです。このデータを取った方というのが「GaitMaster」の初心者だったので、相当頭を使いながら歩いているということが分かりました。今後は、この技術を使いまして、デバイスアートを使った人たちの脳の活動の様子を比較しながら評価をしていこうと考えております。私の話は以上です。

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