CHI2019における自動車UI研究

SIGCHI2019において自動車UIに関して
発表された研究のアブスト(DeepLによる翻訳)をまとめた。
2019年に引き続き自動車関係のセッションが存在。

Cars

An Exploration of Speech-Based Productivity Support in the Car
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3290605.3300494
  • 車内のインテリジェントアシスタントは、ドライバーが通勤中に以前に使用していなかった時間を生産的に使用するのを助ける機会を提供します。しかし、副次的なタスクに従事することで、運転への注意力が低下し、交通安全に影響を及ぼす可能性があります。運転中に使用されるインターフェイスは、たとえ音声ベースであっても、運転以外のタスクを運転と切り離して考えることはできない--より安全な運転のためのアラートと運転以外のタスクのタイミングが安全性を維持するために重要である。本研究では、運転者が複雑な生産性タスクを安全に完了できるように支援する音声ベースのアシスタントの経験を探る。制御されたシミュレータを用いた研究では、音声で文書を書いたりスライドを作成したりしている間に、アシスタントからのサポートのレベルや道路状況のアラートがドライバーの安全運転能力にどのような影響を与えるかを調べています。その結果、音声ベースの生産性の高いインタラクションをサポートする方法と、音声ベースのロードコンテキストアラートがドライバーの行動にどのように影響するかを示唆しています。
How to Work in the Car of the Future? A Neuroergonomical Study Assessing Concentration, Performance and Workload Based on Subjective, Behavioral and Neurophysiological Insights
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3290605.3300284
  • 自律走行は、車に乗っている間の時間の使い方に新たな機会を与えてくれます。その重要なシナリオの一つが「作業」である。私たちは、車内の3つの構成（照明、視覚刺激、音）が生産的な作業を支援する可能性について比較するための神経環境学的研究を実施しました。自律走行を模擬した2種類の集中力タスクを実施しながら、参加者の集中力、パフォーマンス、作業量を主観的、行動的、脳波で評価した。その結果、大面積で青色成分の多い明るい光と視覚・聴覚刺激を減らす構成は、パフォーマンス、品質、効率、集中力の向上、認知的作業負荷の低下を促進することが示された。青色成分の少ない直線的な暗い光と視覚・聴覚刺激の増加は、パフォーマンスの低下、主観的な集中力の低下、認知作業量の増加をもたらしたが、通常の車の構成との違いはなかった。このようにして、我々のマルチメソッドアプローチは、理想的なワークスペースのための車内構成の可能性を明らかにした。
Using Time and Space Efficiently in Driverless Cars: Findings of a Co-Design Study
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3290605.3300635
  • 移動時間の代替利用は、ドライバーレスカーの利点として広く議論されている。そこで私たちは14回の共同設計セッションを実施し、人々がどのように時間を管理しているかを調査し、ドライバーレスカーにおける時間の価値をどのように認識しているかを判断し、設計上の意味合いを導き出しました。その結果、ドライバーレスモビリティは人々の移動時間の使い方や時間管理全般に影響を与えることが示唆された。参加者は、日常生活の中で通常はおろそかにされている活動の時間を節約するために、移動中にタスクを完了させたいという願望を繰り返し述べていた。移動時間を効率的に使うためには、車のスペースを効率的に使う必要がある。このように、車内の限られたスペースを効率的に利用し、多様なニーズに対応するための共通のデザインパターンとして、小さな家のデザインコンセプトが有効であることがわかった。
Is Now A Good Time? An Empirical Study of Vehicle-Driver Communication Timing
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3290605.3300867
  • 自動車のセンシングシステムと音声インターフェースの進歩は、よりスマートな運転支援システムやインフォテインメントシステムの新たな機会を提供しています。安全性と消費者の満足度の両方の理由から、ドライバーと対話する新しいシステムは、適切なタイミングでそれを行わなければなりません。私たちは63人のドライバーに、50分間のドライブ中に運転以外の情報を受け取るのに適した時間帯は「今がいいですか」と尋ねました。2,734件の回答を分析し、自動車データとビデオデータを同期させた結果、アクセスしやすい自動車データを使用することで、適切な時間を選択する確率をより高い確率で決定することができますが、この問題の特定のニュアンスでは、より高いパフォーマンスを達成するためには、ドライバーと環境の状態をより深く理解する必要があることがわかりました。本研究では、これらのニュアンスのいくつかを定量分析と定性分析を用いて説明し、許容される中断の窓を最大化しながら、同時に悪い時間帯に相互作用するリスクを最小化するシステムを設計する方法の理解に貢献している。

その他

In UX We Trust: Investigation of Aesthetics and Usability of Driver-Vehicle Interfaces and Their Impact on the Perception of Automated Driving
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3290605.3300374
  • 技術システムの進化において、エラーからの自由と早期導入は、市場での成功と競争力の維持に大きな役割を果たしている。自動運転の場合、欠陥のあるシステムが運用され、ユーザーがこれらのシステムを信頼し、多くの場合、何の制約もなく利用されているのを目にします。信頼と使用は、運転者と車のインターフェースやインテリアデザインに対するユーザーの経験と関連していることが多い。本研究では、自動運転の知覚に影響を与える要因について調査した結果を紹介する。シミュレータ研究では、N=48名の参加者にSAEレベル2の車両を運転してもらい、運転機能が完璧か欠陥があるかのどちらかを選択してもらった。副次的な活動として、参加者は、美学と使い勝手の異なるインフォテインメントシステム（2x2）上でタスクを解決しなければならなかった。その結果、条件の相互作用が車両システムの信頼性とUXに大きく影響することが明らかになりました。私たちの結論は、車両デザインのすべての側面がシステムと信頼感に影響を与えるということです。
Trolled by the Trolley Problem: On What Matters for Ethical Decision Making in Automated Vehicles
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3290605.3300739
  • 自動運転車は、環境データや意思決定アルゴリズムに基づいて、運転操作や経路変更などの意思決定をしなければなりません。これらのアルゴリズムに倫理的な側面を考慮すべきかどうかという問題がある。ある状況の中で利用可能なすべての決定が致命的な結果をもたらす場合、これはジレンマにつながる。この問題を取り巻く現代の言説は、このようなジレンマの具体的なバージョンであるトロッコ問題に支配されている。その起源の概要に基づいて、自動運転車における倫理的意思決定に関する疑問を解決するために、トロリー問題とその実行可能性について議論する。トロリー問題はいくつかの重要な機能を果たしているが、自動化アルゴリズムの成否を判断するのには不向きなベンチマークであることを示す。我々は、研究と設計は、解決不可能なジレンマを解決しようとするのではなく、トローリーのような問題を全く回避することに焦点を当てるべきであることを主張し、自動化されたエージェントにおける倫理的な問題にどのようにして実行可能に対処するかについて、代替的なアプローチについて議論する。

CHI2018における自動車UI研究

SIGCHI2018において自動車UIに関して
発表された研究のアブスト(DeepLによる翻訳)をまとめた。
2017年に比べて自動車関係の研究が増加。

Interactivity in Autonomous Vehicles

Feel the Movement: Real Motion Influences Responses to Take-over Requests in Highly Automated Vehicles
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3173574.3173820
  • 高度に自動化された車両におけるテイクオーバー要求(TOR)は、ユーザーに制御を再開するよう促す合図である。しかし、TORは多くの場合、動かないドライビングシミュレータで評価されます。これでは、運転以外のタスクに従事している間に道路から目を離しているユーザーにとって重要な情報源である動きの役割が無視されてしまう。私たちは、動きがTOR応答に与える影響を調べるために、移動ベースのドライビングシミュレータを用いたユーザ研究を行った。その結果、動きがある場合、TORに対する反応はTORが発行される道路状況によって異なることがわかった。これまでの研究では、緊急合図に対する反応が速いことが示されていたが、本研究では、これが当てはまるのは直線道路でのみであることを示した。曲がりくねった道路で発せられた緊急合図は、曲がりくねった道路で発せられた非緊急合図に比べて反応が遅い。これらの結果から，TORは道路の状況を考慮して，自然なユーザーの反応を考慮して設計されるべきであることが示された。
What makes an automated Vehicle a good driver? Exploring lane change announcements in dense traffic situations.
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3173574.3173742
  • 自動運転車は、人間の道路利用者が他の運転者の意図をどのように経験しているかを学習し、相互作用の中で誤解を回避し、ネガティブな外部イメージを与えないようにするために、他の運転者がどのようにコミュニケーションをとるかを理解する必要がある。本研究の目的は、高速道路上の交通量の多い状況下で車線変更のアナウンスを行う際に、他のドライバーが曖昧さなく理解し、好む協調的な車線変更表示を明らかにすることである。本研究では、ドイツでN=66名の参加者を対象に、車追従型の固定ベース運転シミュレータを用いた研究を実施した。参加者は、他のドライバーの車線変更アナウンスが横方向の動き（持続時間、横方向のオフセット）によって異なることを、遅れているドライバーの視点から評価した。主な結果は、オフセットが中程度で持続時間が中程度の車線変更アナウンスが最も協調的であることを示している。この結果は、自動運転車のための車線変更戦略を開発する上で重要である。
Communicating Awareness and Intent in Autonomous Vehicle-Pedestrian Interaction
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3173574.3174003
  • ドライバーは、車速や視線、手振りなどの非言語的な合図を使って歩行者に意識や意図を伝えます。一方、自律走行車では、ドライバーの注意力が散漫になっていたり、不在であったりして、歩行者の意識や意図を車両だけから推測してしまうことがあります。本稿では、自律走行車の意識や意思を歩行者に明示的に伝えるインターフェースの有用性について、横断歩道を中心に検討を行った。本研究では、歩行者に自律走行車の意識や意図を伝えるインターフェースの設計について予備的な検討を行った。その結果をもとに、4つのインタフェースを試作し、セグウェイと自動車を対象とした研究に展開しました。その結果、車両の意識や意思を伝えるインターフェースとしては、以下のようなものが考えられました。その結果、(1)横断しようとする歩行者を支援できること、(2)車両に限定されず環境中に存在しうること、(3)視覚、聴覚、身体などのモダリティを組み合わせて使用すること、の3点が明らかになった。
The Meaning of Interactivity—Some Proposals for Definitions and Measures
  • https://dl.acm.org/doi/10.1080/07370024.2016.1226139
  • 新しいインタラクティブなアプリケーション、人工物、システムが私たちの環境に絶えず追加されており、人間とコンピュータのインタラクション研究のコミュニティでは、インタラクションの増加は良いことばかりではないのではないかという懸念があります。しかし、増加しているとされているのは何なのか、また、増加しているかどうかをどのように判断することができるのだろうか。これらの問題に体系的かつ分析的にアプローチするために、一般的な直感に頼るのではなく、より明確に定義された概念と、可能であれば量子化可能な特性に頼ることで、対話性の概念と関連する概念に改めて目を向ける。この論文の主な貢献は、いくつかの定義と用語、そしてインタラクションとインタラクティビティの条件をフレーム化する試みの始まりである。このフレーミングに基づいて、我々はまた、相互作用性をどのように測定することができるかについて、いくつかの可能性のあるアプローチを提案する。

User experience and acceptance

Acceptability and Acceptance of Autonomous Mobility on Demand: the Impact of an Immersive Experience
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3173574.3174186
  • 自律走行車は、既存の交通システムを根本的に変える可能性を秘めている。法的な問題を超えて、これらの社会的な進化は、ユーザーの受容性に決定的に依存することになる。公共交通機関の新たなモード7として、自律型モビリティ・オン・デマンド（AMoD）は、この文脈で特に注目されている。本研究の目的は、ユーザー・エクスペリエンス（UX）フレームワークに従って、AMoDのアクセプタビリティ（最初の使用前）とアクセプタンス（最初の使用後）の主な要素を特定することである。この目的を達成するために、3回のワークショップ（N=14）を実施し、オープンディスカッションと実験的な自律型シャトルへの乗車を行った。混合法を用いて、参加者をオンデマンド輸送のシナリオに没頭させる前に、没頭前の受容性を測定し、最終的に没頭後のAMoDの受容性を測定しました。その結果、参加者は安全面での懸念を安心していましたが、AMoDの体験は効果的ではないと感じていました。この結果は、AMoD体験を設計する際に考慮すべき重要な要因を浮き彫りにしています。

Navigation and Trip Planning

HindSight: Enhancing Spatial Awareness by Sonifying Detected Objects in Real-Time 360-Degree Video
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3173574.3173717
  • 私たちの周囲の環境の知覚は、人間の生物学的な制約によって制限されています。拡張知覚の分野では、我々の感覚能力をどのように計算機を使って拡張することができるかが問われています。我々は、コンピュータビジョンの最近の進歩を利用することで、空間認識能力を向上させることができると主張しています。我々は、360度のライブ映像の中から関連する物体を検出し、骨伝導ヘッドフォンを介してその位置とクラスを超音波化することで空間認識を向上させるウェアラブルシステムであるHindSightを紹介する。HindSightは、ディープニューラルネットワークを使用して、頭に装着したパノラマカメラを通して、ユーザの周囲にある物体の位置を特定し、意味情報を属性化する。そして、自然な聴力を維持する骨伝導ヘッドフォンを用いて、検出された対象物の音声通知を送信します。視野外の車両の接近をサイクリストに警告するためにHindSightを使用したアプリケーションを開発し、15人のユーザーを対象とした探索的研究で評価しました。参加者からは，HindSightを利用することで，安全性と車両接近に対する意識が向上したとの報告があった．

Automotive User Interfaces (パネルディスカッション？）

Human-Machine Interaction for Vehicles: Review and Outlook
  • 今日の自動車には、自動車の瞬間から瞬間までの制御に関連するものから、情報や娯楽の消費を可能にするものまで、無数のユーザーインターフェースがあります。この分野では、過去から現在に至るまで、多くの研究が手動運転に関連したものである。手動運転のためのヒューマン・マシン・インタラクションを探求する上での重要な課題は、車内インターフェースが運転の安全性に与える影響を評価することでした。これは、ナビゲーション、エンターテイメント、通信などのアプリケーションのコンテキストで行われることが非常に多いです。最近の自動運転車の進歩により、旅行中の仕事や遊びの場を作ることに関連して、ユーザーのインタラクションに注目が集まっています。近い将来、ほとんどの車両が完全に自動化される可能性が低いことを考えると、運転手が自動化の異なるモード間の切り替えを支援する方法を理解するための重要な取り組みもあります。本論文では、これらの研究分野のレビューと、今後の研究のための推奨事項を紹介する。

CHI2017における自動車UI研究

SIGCHI2017において自動車UIに関して
発表された研究のアブスト(DeepLによる翻訳)をまとめた。
2016年にはなかった自動車セッションが登場している。

Cars and Automation

Priming Drivers before Handover in Semi-Autonomous Cars
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3025453.3025507
  • 半自律走行車では、安全に運転できない状況下で、運転者に制御を譲ることが求められることがあります。現在のところ、このようなハンドオーバー要求では、ほぼ瞬間的に運転者が制御を行う必要がある。本研究では、二重タスクシナリオにおいて、引き渡し要求のかなり前に発生する聴覚的なプレアラートが、引き渡しの成功にどのような影響を与えるかを調査した。ドライビングシミュレータを用いた研究では、運転手は自律走行中に携帯電話でタスクを実行する。ドライバーは、即時のハンドオーバーのための標準的な警告の前に、繰り返しバースト音声のプリアラートまたは増加パルス音声のプリアラートを受信します。結果は、プリアラートがない場合と比較して、プリアラートがある場合には、ハンドオーバーが発生する前に道路に目を向けるようになり、二次的なタスクから早く離脱するようになったことを示しています。この結果、より安全な引き渡し状況が得られた。パルス数の増加するプリアラートは、緊急性を伝えることができるため、特に有望である。我々の詳細な分析は、自動化された安全性が要求されるシステムにおけるアラートの設計と評価に役立っている。
Toward Measurement of Situation Awareness in Autonomous Vehicles
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3025453.3025822
  • 車両が完全に自律化されるまでは、安全性、法的、倫理的な義務として、ドライバーが運転状況を認識し続けることが求められます。車両が混乱したときにドライバーが引き継ぎできるか、またはその能力が低下したときにドライバーが引き継ぎできるかどうかについての重要な判断は、ドライバーが外部の状況に反応し、認識しているかどうかを理解しているかどうかにかかっています。シミュレーション環境で状況認識を測定するための主要な技術は、自律走行シナリオ、特にオンロードテストには適していません。私たちは、リアルタイムでその場でのイベントアラートを通じて状況認識を測定するDazeと名付けられた技術を開発しました。この技術はエコロジー的にも有効であり、実際の運転で使用するアプリケーションに似ています。また、この技術は柔軟性があり、シミュレータとオンロードの両方の研究環境で使用することができます。我々は、(a)Dazeがドライバーの身近な環境に対する意識を特徴づけることができるかどうかを確認し、(b)この技術の実用的な側面を理解するために、シミュレータをベースにした試験と路上試験を実施しました。本研究では、Dazeの技術、収集したデータの例、分析方法などを紹介します。
The Trouble with Autopilots: Assisted and Autonomous Driving on the Social Road
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3025453.3025462
  • 自動運転車は、高度化と能力の向上に伴い、局所的なテストと通常の自家用車として道路上に配備されてきた。この論文では、自律運転と補助運転（具体的にはテスラの自動運転車とグーグルの自動運転車）の公開されているビデオを利用して、これらの車の運転者と他の車の運転者がこれらの車の行動とどのように相互作用し、それを理解するのかを探る。我々の発見は、支援車の運転手、自律走行車、その他の道路利用者が関与する新しい形態の運転と人間の相互作用についての初期の視点を提供するものである。本研究では、道路上での社会的相互作用と、ドライバーが自動車の動きをどのように理解し、コミュニケーションをとるかに焦点を当てています。また、運転者と他の運転者の双方にとって、オートパイロットの行動の透明性を高めるための提案を行う。
Understanding the Cost of Driving Trips
  • https://dl.acm.org/doi/10.1145/3025453.3025686
  • 運転は、アメリカの平均的な世帯にとって2番目に高い出費です。しかし、自動車の所有と運転にかかる総費用を知っている人はほとんどおらず、ほとんどの人は、一般的な運転旅行（毎日の通勤など）にかかる費用を正確に見積もることができません。ライドシェアリング、トランジット、自転車、徒歩に加えて、自動車サービス（Uber、Lyftなど）など、個人的な交通手段として実行可能な代替手段が増えている。コストは交通手段を選択する際の要因の一つであり、運転にかかるコストを認識しておくことは、情報に基づいたより良い意思決定を行う上で有用である。この認識のギャップを埋めるために、私たちは、各運転旅行の総コスト（減価償却費、維持費、保険料、燃料費を含む）をユーザーに見えるようにするシステムを構築し、導入しました。この介入の後、参加者は、より正確かつ自信を持って運転にかかる費用を見積もることができるようになり、その知識を、費用が表示されていない他の旅行に移すことができるようになりました。

matlabスクリプトで正弦波・矩形波の音源ファイルを生成する 

Fs = 44.1e3;
duration = 1;
savepath = "sample.wav";

% 正弦波
function [data] = gen_sinusoid_data(freq, duration, Fs)
    t = 0:1/Fs:duration-1/Fs;
    data = sin(2*pi*freq*t);
end

% 矩形波
function [data] = gen_square_data(freq, duration, Fs)
    t = 0:1/Fs:duration-1/Fs;
    data = square(2*pi*freq*t);
end

% ノコギリ波
function [data] = gen_sawtooth_data(freq, duration, Fs)
    t = 0:1/Fs:duration-1/Fs;
    data = sawtooth(2*pi*freq*t);
end

% 正弦波生成し保存
data = gen_sinusoid_data(freq, duration, Fs);
audiowrite(savepath, data, Fs);

IEEE Haptics Symposium 2020のToH Interactive Sessionにて装着型ピンアレイの開発指針について発表しました

  • 装着型ピンアレイディスプレイではピン密度の小ささが問題視され高密度化が進められている
  • 一方、装着型のためバーチャル物体に侵入してしまうという問題もある
  • この2つの問題を実環境で模擬可能なテストベッドを提案
  • ピンの高密度化による性能向上の見込みを示した
  • IEEE Haptics Symposium 2020のToH (IEEE Transactions on Haptics) Interactive Sessionにて発表

詳細は動画をご覧ください。

www.youtube.com