河合 隆史 (カワイ タカシ)

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所属

理工学術院 基幹理工学部

職名

教授

ホームページ

http://www.tkawai-lab.com/

プロフィール

1993年 早稲田大学 人間科学部 卒業、1998年 同大学院人間科学研究科博士後期課程修了後、早稲田大学 国際情報通信研究センター 専任講師などを経て2008年より現職、現在に至る。なお、2008年度および2016年度に、フィンランド・ヘルシンキ大学 行動科学研究所に訪問教授として赴任。

兼担 【 表示 / 非表示

  • 理工学術院   大学院基幹理工学研究科

  • 附属機関・学校   グローバルエデュケーションセンター

学内研究所等 【 表示 / 非表示

  • 2020年
    -
    2022年

    国際情報通信研究センター   兼任研究員

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

学位 【 表示 / 非表示

  • Waseda University   Ph.D. in Human Sciences

  • 早稲田大学   博士(人間科学)

所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    日本バーチャルリアリティ学会

  •  
     
     

    映像情報メディア学会

  •  
     
     

    日本人間工学会

  •  
     
     

    Stereoscopic Displays and Applications (SD&A)

  •  
     
     

    先進映像協会(Advanced Imaging Society:AIS)

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研究分野 【 表示 / 非表示

  • ヒューマンインタフェース、インタラクション

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 人間工学

論文 【 表示 / 非表示

  • Analysis of body pressure distribution on car seats by using deep learning

    R. Mitsuya, K. Kato, N. Kou, T. Nakamura, K. Sugawara, H. Dobashi, T. Sugita, T. Kawai

    Applied Ergonomics   75   283 - 287  2019年02月  [査読有り]

  • Use of smartphone-based head-mounted display devices to view a three-dimensional dissection model in a virtual reality environment: Pilot questionnaire study

    Y. Masuoka, H. Morikawa, T. Kawai, T. Nakagohri

    JMIR Medical Education   5 ( 1 ) e11921 - e11921  2019年01月  [査読有り]

  • スマートフォンを用いた没入型立体視映像のスケーラブル変換とユーザ体験への影響

    伴地芳啓, 盛川浩志, 河合隆史

    映像情報メディア学会誌   72 ( 11 ) J201 - J207  2018年11月  [査読有り]

  • VR空間におけるクロスモーダルを用いた重さ感覚提示手法の提案と評価

    平尾悠太朗, 三家礼子, 河合隆史

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌   23 ( 4 ) 263 - 270  2018年11月  [査読有り]

  • Augmented cross-modality: translating the physiological responses, knowledge and impression to audio-visual information in virtual reality

    Y. Hirao, T. Kawai

    Journal of Imaging Science and Technology   62 ( 2 ) 060402-1 - 060402-8  2018年11月  [査読有り]

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • バーチャルリアリティ映画制作

    Celine Tricart 著, 河合隆史, 伴地芳啓

    カットシステム  2018年09月 ISBN: 4877834419

  • 3D立体映像表現の基礎

    河合隆史, 盛川浩志, 太田啓路, 阿部信明

    オーム社  2010年09月 ISBN: 4274068161

  • 医学3Dコンテンツの最先端

    中郡聡夫, 河合隆史, 盛川浩志

    カットシステム  2007年04月 ISBN: 4877831894

  • 先端メディアと人間の科学

    河合隆史, 柴田隆史

    トランスアート  2006年06月 ISBN: 4887522967

  • 次世代メディアクリエータ入門2 バーチャルリアリティ制作

    井上哲理, 太田啓路, 盛川浩志, 河合隆史

    カットシステム  2003年12月 ISBN: 4877831010

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産業財産権 【 表示 / 非表示

  • 疑似体験装置、疑似体験方法及び疑似体験プログラム

    河合 隆史

    特許権

  • 情報処理システムおよびプログラム

    河合 隆史, 伴地 芳啓

    特許権

  • 衝突感覚提示システム及びプログラム

    河合 隆史, 伊波 穣, 長谷川 雄祐

    特許権

  • ナビゲーション装置およびナビゲーション制御プログラム

    河合 隆史, 金 相賢, 渡邊 克巳

    特許権

  • 運転支援装置及び運転支援方法

    河合 隆史

    特許権

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受賞 【 表示 / 非表示

  • Charles E. Ives Journal Award

    2019年   Society for Imaging Science and Technology   Time course of sickness symptoms with HMD viewing of 360-degree videos  

    受賞者: J. Häkkinen, F. Ohta, T. Kawai

  • Best Paper Award

    2014年   Asian Conference on Ergonomics and Design   Cognitive characteristics of directional judgement through binocular disparity on a virtual tilted screen  

    受賞者: S.H. Kim, H. Itaoka, H. Morikawa, R. Mitsuya, T. Kawai, K. Watanabe

  • 日本人間工学会研究奨励賞

    2009年   日本人間工学会   光学補正を用いた立体映像による眼精疲労の回復効果  

    受賞者: 柴田隆史, 河合隆史, 李在麟, 金相賢, 大槻正樹, 三宅信行, 葭原義弘, 岩崎常人

  • The best use of stereoscopic presentation tools

    2004年   Stereoscopic Displays and Applications   Development and evaluation of amusement machine using autostereoscopic 3D display  

    受賞者: T. Kawai, T. Shibata, Y. Shimizu, M. Kawata, M. Suto

  • mobile VISUAL 2001 モバイルムービー部門最優秀作品賞

    2001年   モバイル・コンテンツ・フォーラム   ガラスの王国見学  

    受賞者: 河合隆史, 河合朝香

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • バーチャルリアリティ構築環境に関する人間工学的設計・評価

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2021年03月
     

     概要を見る

    本研究では個人や組織がより良いVR・ARアプリケーションを構築するために役立つソフトウェアエンジニアリングの知識を創出することを目的として、開発者を対象とした調査を行う。また、調査結果に基づいて、新たなVRユーザインタフェースの事例研究を実施し、併せて実証的に検討する

  • VR空間における拡張クロスモダリティの概念実証

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2021年03月
     

     概要を見る

    本研究では、VRにおけるヒューマンインタフェース/インタラクションの構築にかかるアプローチとしてクロスモダリティに着目し、新たな概念としての「拡張クロスモダリティ」を提案する。拡張クロスモダリティとは「所望する感覚や体験に伴う生体情報を、感覚刺激として表現・付加して呈示する」アプローチと定義する。拡張クロスモダリティによって、VR空間で生起される感覚・体験強度の増進やアプリケーションの明確化について、実証実験を通して検討を行うことが、本研究の目的である。初年度は、VR空間における重さ感覚を対象として、拡張クロスモダリティのアプローチによる実験系を構築し、実証実験を行った。具体的には、力をこめているときの生体情報を分析・変換・表現することで、所望とする感覚や体験に及ぼす影響について検討した。われわれが力をこめる際の生体情報の変化として、筋肉の緊張に伴うけいれん様の運動や、心拍数の上昇、顔面の紅潮などの生起を挙げることができる。そこで拡張クロスモダリティのアプローチとして、こうした筋肉の緊張に伴う生体情報の変化を、把持するコントローラの振動や、VRヘッドセットで呈示される手のCGモデルの色変化や心音に変換・表現した。実験の結果から、ほとんどの参加者が力み感の増大を体験し、さらに実際にコントローラを握る力や握り方が変化することも確認されたことから、当該アプローチの有効性を認めるに至った。このことは、クロスモダリティの課題である錯覚強度の不足を解決する可能性を示唆している。当初の計画では、初年度はシステム要件の検討を挙げていたが、実証実験で構築した変換・表現系の有効性を認めることができた。そのため、当該実験の結果を国際学会の論文誌に投稿したところ、採録されるに至ったため[1]。[1] Y. Hirao, T. Kawai: Augmented cross-modality: translating the physiological responses, knowledge and impression to audio-visual information in virtual reality, Journal of Imaging Science and Technology, 62(6), 2018.当初計画に従い、他者の生体情報や周囲環境を計測し、感覚情報として表現する「憑依」様体験の実験系を構築し、実証実験を通して概念実証にかかる知見の取得に取り組んでいく予定である

  • バーチャルリアリティ構築環境に関する人間工学的設計・評価

    研究期間:

    2018年11月
    -
    2020年03月
     

     概要を見る

    本研究の目的は、高品質なバーチャルリアリティ(VR)およびオーグメンテッドリアリティ(AR)アプリケーションの構築に活用できる、ソフトウェアエンジニアリングに関する知見を収集・分析することである。具体的には、VR / ARのアプリケーションとして、フルボディアバターの開発に着目し、ユーザインタフェースおよびソフトウェアエンジニアリングの双方の観点から、既存の課題と潜在的な解決方法を検討している。初年度は、近い将来のVRアプリケーションとして期待される、フルボディアバターの開発に関するケーススタディを実施した。本ケーススタディでは、フルボディアバター・インタフェースのインタラクションを構築する基礎として、物理シミュレーションを利用した。この物理ベースのアプローチによって、ユーザだけでなく、ソフトウェアエンジニアにもメリットがあることが特徴であり、個別に作成されたスクリプトを必要とせずに、直感的な操作や歩行のインタラクションを提供することを可能とした。本ケーススタディから得られた知見は、VRソフトウェアエンジニアリングの包括的な調査にかかる質問紙の作成に応用した。同時に本ケーススタディの成果は、「Stand-alone, Wearable System for Full Body VR Avatars: Towards Physics-based 3D Interaction」として、当該分野の国際会議であるIEEE VR 2019 OSAKAでのビデオ発表を行った。最近ではコンシューマ向けVR / AR機器が数多く発売されており、本研究を通して、それらがソフトウェアエンジニアリングにどのような影響を与えたかを考察することで、今後のVR / ARソフトウェアエンジニアリングのリファレンスとして機能することを目指した。フルボディアバターの開発に関するケーススタディの実施や国際会議での発表など、当初の計画通りに推進することができた。次年度は、初年度のケーススタディで得られた成果を発展させるとともに、ユーザインタフェースならびにソフトウェアエンジニアリングの観点から、課題と解決方法を検討する。具体的には、フルボディアバターのユーザビリティやエンジニアリングにかかる質問紙による調査を実施し、得られた知見を収集・分析する。同時に、フルボディアバターの改良へのフィードバックを図ることで、本取り組みが、今後のVRソフトウェアエンジニアリングのリファレンスとして機能することを目指す

  • 3次元仮想現実感による胆膵外科手術支援システムの構築と評価

    研究期間:

    2014年04月
    -
    2017年03月
     

     概要を見る

    CT/MRIデータを基に門脈・肝動脈・胆管を3D映像化して、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)に仮想現実感として描出して、胆管癌・膵癌と血管および胆管の立体関係をより明確で分かりやすく映像化する次世代の没入型画像呈示システムを構築した。3D映像作成においては、画像抽出(segmentation)と3DCGの作成のプロセスにおいて時間短縮が可能となり、3DCGの品質を向上した。そして、3DCGをVR(AR)コンテンツ化して観察することで手術シミュレーションを行った。被験者としてレジデントと医学部の学生に観察をしてもらったところ、映像の立体感は強いものの、画像酔いがあるという意見が認められた

  • 立体視映像コンテンツの情緒表現と機能性

    研究期間:

    2013年04月
    -
    2016年03月
     

     概要を見る

    本研究では、立体視(3D)映像を、エンタテイメントや文化を支える新たなメディアとして確立するために、「3D映像ならでは」の情緒表現を可能とする、機能的な奥行き感の演出アプローチを提案・検証した。具体的に、感情を喚起する画像群(感情画像)を対象として、両眼視差を付加する3D化技術を用いた実験的な検討を行った。結果から、いずれの感情においても3D化によって覚醒度が上昇し、その奥行き方向の再生範囲を拡大する視差操作によって、その傾向が増進することが認められた。さらに、感情画像による覚醒度の増進に伴う時間知覚の変化に着目し、3D表現による覚醒度の増進と評価時間の延長傾向について基礎的な知見を得た

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • Ergonomics in virtual reality: Guidance and PoC

    T. Kawai  [招待有り]

    IMID 2019 DIGEST,pp.65  

    発表年月: 2019年08月

  • Stand-alone, wearable system for full body VR avatars: towards physics-based 3D interaction

    T. M. Takala, C. C. Hsin, T. Kawai

    IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces  

    発表年月: 2019年03月

  • Effects of binocular parallax in 360-degree VR images on viewing behavior

    Y. Banchi, K. Yoshikawa, T. Kawai

    Electronic Imaging, Stereoscopic Displays and Applications XXX  

    発表年月: 2019年01月

  • An ergonomic evaluation of elevating the work desk: the relationship of sitting work with standing work

    R. Mitsuya, K. Nakamura, T. Sugita, N. Ozawa, T. Yaita, T. Kawai

    Proceedings of the AHFE 2018 International Conference on Human Factors in Transportation  

    発表年月: 2019年01月

  • Feature classification of skilled and unskilled persons in car driving operation

    T. Sugita, R. Mitsuya, T. Torii, A. Sugiyama, K. Sugawara, H. Dobashi, T. Kawai

    Proceedings of the AHFE 2018 International Conference on Human Factors in Transportation  

    発表年月: 2019年01月

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 拡張クロスモダリティとダイバーシティ体験

    2019年  

     概要を見る

    本研究課題では、バーチャルリアリティ(VR)技術における新たなアプローチとして「拡張クロスモダリティ」という概念を提唱し、その要件や有効性について実証的な検討を行った。拡張クロスモダリティとは、「所望する感覚や体験に伴う生体情報を、感覚刺激として解析・変換・表現する」アプローチである。拡張クロスモダリティの実証的な取り組みの過程において、他者の身体機能や精神状態の対象とし、スポーツ選手の感覚や体験の解析・変換・表現を選定した。具体的には、本学オリンピック・パラリンピック事業推進室等との連携により、フェンシング選手に乗り移ったかのような体験を意図したVRシステムについて試作・評価を行った。

  • バーチャルリアリティ体験の日常生活行動としての位置づけと要因・相互作用の分析

    2017年  

     概要を見る

    本研究では、日常生活におけるバーチャルリアリティ(VR)体験の生体に与える影響に着目し、心拍変動を指標とした実験的な検討を行った。目的は、日常生活行動におけるVR体験の位置づけと、生活行動の一つとしての有効活用への知見を得ることである。実験的検討では10例の参加者を対象として、3日間の心拍変動の連続測定を行い、1日1回の30分間のVR体験を求めた。結果から、積極的なインタラクションを生起するVR体験によって、心拍変動から求めたストレス値が減少する傾向が認められた。

  • 錯覚を利用したサイバースペース介入システムの開発

    2003年  

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    本研究課題では、仮想空間(サイバースペース)における、より直感的な操作を可能とするインタフェースデバイスの開発を目的とし、知覚心理学領域で報告された錯覚を応用することで、仮想の物体に身体感覚を誘発させるシステムの試作を行い、その効果について検討を行った。実験システムの構築にあたり、仮想の手と実際の手との空間的整合性を保って呈示するディスプレイシステムを開発した。このディスプレイシステムと、触覚フィードバック機構を備えたデータグローブ、視覚刺激用映像と触覚刺激を同期させて出力するコンピュータによって、実験システムを構築した。構築したシステムを用いて、仮想の手にも身体感覚を誘発させる錯覚が発生するか実験的に検証を行った。次に、錯覚発生に影響する要因について、錯覚を誘発しやすい視・触覚刺激の呈示方法、およびサイバースペースの表現方法について、評価実験により検討を行った。実験の結果、仮想の物体にも同様に錯覚が発生することが確認された、また、刺激呈示方法については、刺激定位がより正確に知覚できる条件でもっとも錯覚が発生しやすいことがわかった。さらに、本システムのインタフェースシステムとしての効果を検証するために、実験で用いたシステムにインタラクションを可能にする機構を付加した。このシステムを用い、インタラクションを付加させた状態の錯覚発生に与える影響について、インタビュー法による主観評価実験を行った。結果として、インタラクションを実現させるために必要な装置を手指に付加させることが、錯覚発生を抑制してしまうという意見が多く聞かれた。インタフェースとして錯覚を利用するためには、その表現方法についての工夫が必要になると示唆された。本研究で得られた知見から、今後の課題として、インタラクションを付加させる際の、システムの構築方法について検討が必要であると考えられた。

  • リハビリテーションおよび緩和ケアを目的とした立体ディスプレイシステムの開発と評価

    2001年  

     概要を見る

     本研究は、立体映像技術を、高齢者のリハビリテーションや緩和ケアへ応用するための取り組みである。前年度までの経緯として、指向性反射スクリーンによる立体ディスプレイを歩行訓練機に搭載し、高齢者を対象として、立体映像コンテンツの観察を伴った歩行訓練を行った。その結果から、高齢者の立体映像コンテンツに対する興味や意見を確認でき、高齢者を対象とする際の課題と、システム開発におけるハードウェア設計の改善が示唆された。そこで今年度は、本システムの福祉領域での実用化を目的として、システム設計に関するパラメトリックなデータの取得を行った。 具体的には、ADLスコアが比較的高く、歩行訓練をリハビリテーションとして処方できる、高齢者11例(男性6例、女性5例。平均年齢75.6+-9.4歳)を被験者として、歩行訓練中の観察中心位置を測定した。結果から、上下方向には約40cm(トレッドミル上115~155cm)、前後方向には約45cm(サポートアーム前端から20~65cm)、左右方向には約25cmの移動範囲があることが分かった。左右方向においては、片足に支障がある場合、片側に寄ってしまうという傾向も見られた。本立体ディスプレイは、立体映像観察のためのメガネを装着する必要がない反面、観察位置がある程度限定される。被験者のプロトコル結果とあわせ、本システムの観察位置の裕度は、前後方向に5cm未満、左右方向に5cm未満であることが分かった。それより、高齢者の身体特性を考慮したシステム設計も必要であることが示唆された。 本研究の今後の方向性としては、システム開発に加え、コンテンツに関する検討と評価、そして表情や身体動作の測定機能の付加など、福祉領域での実用化を目指し、システムの最適化を図っていきたいと考えている。

  • 福祉応用を目的とした立体映像コンテンツに関する研究

    2000年  

     概要を見る

     本研究は、立体映像技術を、高齢者のリハビリテーションや緩和ケアへ応用するための取り組みである。前年度までの経緯として、指向性反射スクリーンによる立体ディスプレイを用いて、高齢者に立体映像を呈示し、立体視機能の調査を行うと共に、対象者の選定に関する検討を行ってきた。その結果、対象者選定の一基準として、ADLスコアを手がかりとすることが示唆された。 これを踏まえて本研究では、この立体ディスプレイを歩行訓練機に搭載し、ADLスコアが比較的高い高齢者を対象として、立体映像コンテンツの観察を伴った歩行訓練を行った。呈示したコンテンツとしては、(1)奈良県薬師寺の建築物や仏像、(2)スペインの修道院、(3)公園のウォークスルー、を用意した。その結果、「歩行訓練中に映像があった方がよい」といった肯定的な意見と、「歩行訓練と映像観察というように複数のことを同時に行うのは困難だ」といった否定的な意見が聞かれた。それにより、高齢者の立体映像コンテンツに対する興味や意見を確認でき、高齢者を対象とする際の課題と、システム開発におけるハードウェア設計の改善が示唆された。また、この実験では、立体映像の観察時間は長くても約15分間であったが、自覚的な眼精疲労は認められなかった。 立体映像の利用により、平面映像と比べてより高度な情報の呈示が可能となる。しかし、それを高齢者を対象とした福祉分野へ応用する場合、さまざまな課題が残されていることが、本研究を通して明らかになった。今後は、コンテンツに関する検討と評価に加え、システム設計に関するパラメトリックなデータの取得を行い、福祉領域での実用化を目指したいと考えている。

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海外研究活動 【 表示 / 非表示

  • 先端メディアを対象とした人間工学的デザイン・評価研究

    2016年04月
    -
    2017年03月

    フィンランド   ヘルシンキ大学

  • 立体映像体験の認知・心理学評価

    2008年04月
    -
    2008年09月

    フィンランド   ヘルシンキ大学

 

現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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