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次世代研究インキュベータ

多元的認知行動解析

新しい心理学で、人の行動を予測する

――心と認識の関係を解明し、人間の行動のモデル化や未来のスマートデバイスの開発につなげる
研究キーワード:実験心理学、認知科学、データマイニング

iStock.com/spfdigital

コンピュータの性能が増すにつれ、人間の意思決定を微妙なニュアンスまで含めてモデル化することが可能になりつつある。本研究プロジェクトに参画する研究者らは、新技術によって生まれるツールや学問分野を活用して、行動と生理的・物理的な現象との間の隠れた関係を明らかにしようとしている。「環境工学の専門家の協力を得て、ディープラーニング(深層学習)やバーチャルリアリティ(仮想現実)技術を利用することによって、認知科学における大きな発展が期待できます」と、人文科学研究院教授で多元的認知行動解析グループを率いる一川誠は話す。一川らの研究グループは、バーチャルリアリティ環境においてデジタル処理で作られた火事の中で人がどう反応するかを調べている。

心理学では、反応や意思決定の研究で質問票などの方法が用いられることが多いが、一川らのグループでは、バーチャルリアリティ・シナリオを使用し、血圧、心拍数、瞳孔散大などの生物学的指標をリアルタイムに調べることが可能だ。室温や湿度の変化との関連において反応を記録することもできる。バーチャルリアリティを使うことにより、照度や輝度、騒音、空間などの状況 的要素が、代謝から概日リズムに至る幅広い生理的反応に及ぼす影響が解明できるのではと期待されている。また、これらの研究は、心理学者にとって興味深いだけではなく、より現実感のあるデジタル世界を創造するための基盤を生み出すものでもある。

一川の研究は、数学者によっても後押しされている。例えば、千葉大学の計算科学者が発表した2016年の論文では、歩行者の動態を予測する新たな方法が提案された。「クリギング」と呼ばれる地球統計学の手法を用いることで、人間の歩む軌道を10歩先まで80%を上回る確度で予測できた。この成果により、ナビゲーション、グループ行動分析、異常行動検知といった分野に大きな進展をもたらす可能性が期待されている。

動く物体のつながりの影響

人間の行動を正確にモデル化するためには、人の心が認識に及ぼす影響を理解することも欠かせない。例えば、止まっている自動車の中に座っているとき、その自動車の横にいた別の 自動車がゆっくりと発進すると、自分が後方に動いたかのように感じることがある。このような「誘導運動」という感覚は、心の中で作り出された視覚的な錯覚である。

『パーセプション(Perception)』誌に近年掲載された論文において一川らのグループは、ある研究成果を発表している。視覚的刺激(同心円の画像)の一部が、画像の他の部分と同じ方向、あるいは逆方向に動いているように見えることがある。一川らは、その理由の解明に取り組み、画像の一部が同一方向、逆方向のどちらに動いているように見えるのかは、各部の関連性についての判断に依存していることが明らかになった。設定によっては、二つの部分が、反対方向に移動しているように見えたのである。

自動車の例と同じように、ある物体が別の物体から加速しながら離れていくように見える場合、停止した部分、あるいは速度が遅い部分は、逆方向に動いているように思えることがある。ところが、観察者が共通運命を認識すると、つまり部分間につながりがあるという性質を認めると、それらの要素が同一方向に動いているように見えてくる。

これは、私たちの脳がどのようにして世界の中に秩序を創り出すのかを説明しようとしたドイツのゲシュタルト心理学派が提唱した原理に由来するものではないかと、研究者らは考えている。このような共通運命特性が示唆する通り、私たちが世界を見る際、個々の要素よりも論理的パターンの方が優先的に認識される傾向がある。このため、例えば鳥の群れは、一つのものが動いているように見えるのかもしれない。

こうした発見は、デジタルデバイス上の映像、バーチャルリアリティにおける動き、グループや個人の動態の表示の仕方などを考える際に、非常に有益になるであろうと一川は考えている。

CHIBA RESEARCH 2019より)

 

Members

推進責任者
研究者名 役職名 専門分野
一川 誠 教授(人文科学研究院) 認知心理学
中核推進者(学内研究グループ構成員)
研究者名 役職名 専門分野
牛谷 智一 准教授(人文科学研究院) 比較認知科学
木村 英司 教授(人文科学研究院) 知覚心理学
徳永 留美 助教(国際教養学部) 視覚情報処理
色彩工学
田中 緑 助教(国際教養学部) イメージング科学
傳 康晴 教授(人文科学研究院) コーパス言語学
相互行為分析
松香 敏彦 教授(人文科学研究院) 認知モデリング   
川本 一彦 教授(工学研究院) 行動解析
機械学習
溝上 陽子 准教授(工学研究院) 視覚情報処理
矢田 紀子 助教(工学研究院) 進化計算
ニューラルネットワーク
阿部 明典 教授(人文科学研究院) 人工知能
荒井 幸代 教授(工学研究院) 人工知能
関屋 大雄 教授(工学研究院) 無線通信技術
眞鍋 佳嗣 教授(工学研究院) 複合現実感
画像計測
堀内 隆彦 教授(工学研究院) 色彩工学
パターン認識
平井 経太 准教授(工学研究院) 色彩情報処理
小室 信喜 准教授(統合情報センター) センサネットワーク
今泉 祥子 准教授(工学研究院) 情報セキュリティ
清水 聡 客員准教授(工学研究院) 無線通信
NGUYEN KIEN 助教(工学研究院) 通信システム

プレスリリース

2017年7月19日 止まっているのに動いて見える画像はどちらの向きに動くのか? 仕組みを世界で初めて確認