東大VR研究「五感インタフェース」で得られるより豊かな疑似体験とは？

　「VR（バーチャルリアリティ）」といえば、ヘッドマウントディスプレイ（HMD）を装着する姿を思い浮かべる人が多いだろう。HMDは、主に視覚（映像）と聴覚（音）によってVR空間が体感できる仕掛けになっている。だが人間には視覚、聴覚以外に、触覚や味覚、嗅覚もある。人間の持つ感覚全てにアプローチすることができれば、より豊かな疑似体験ができるはずだ。人間の五感を再現（入出力）する方法を探り、より多様な疑似体験を実現しようとしているのが、東京大学の「Cyber Interface Lab」（廣瀬・谷川・鳴海研究室）が行っている「五感インタフェース」という研究だ。

　同研究室では現在、感覚間の相互作用を利用する「クロスモーダル」という手法で、さまざまなプロジェクトを行なっている。中心メンバーのひとりである鳴海拓志氏（東京大学 大学院情報理工学系研究科 講師）に、研究の概要や想定される実社会での用途などを聞いた。

VR体感が、人間の感覚や行動を変化させる

——　最初に「メタクッキー」という研究について教えてください。

見た目とニオイとの相互作用でクッキーの味を変化させる「メタクッキー」写真提供：廣瀬・谷川・鳴海研究室

　感覚間の相互作用を利用するクロスモーダルの手法を使い、味を作り出せないかと考えたのが「メタクッキー」です。実験では、被験者（クッキーを食べる人）にHMDを付けてもらいます。手に取っているのはバタークッキーなのですが、被験者にはチョコレートクッキーに見えます。さらにHMDからチョコレートのニオイが出るようにする。この状態でクッキーを食べてもらうと、実際にはバタークッキーを食べているのに、8割以上もの人が「チョコレートクッキーの味がした」と答えました。

　実験では最大7種類のニオイと見た目を用意し、さまざまなバリエーションの味を、1種類のクッキーから感じてもらうことができました。

——　実社会では、どういった用途が考えられるでしょう？

　ひとつはダイエットや減塩といった文脈でしょう。限られた栄養素の食品でも、幅広い味のバリエーションを感じたり、味を強く感じたりできるようになりますから、たとえば病院食に使ってもらうといった用途が考えられます。

——　「拡張満腹感」という研究もあるようですが、これは？

擬似的に食べ物のサイズを変えて見せ、満足度は変わらず食べる量を増減させる「拡張満腹感」写真提供：廣瀬・谷川・鳴海研究室

　これはHMDをかけると、手や皿の大きさは変わらず、食べ物の大きさだけが変わって見えるという仕組みです。人間は物の大きさを身体などと比べながら感じ取っているので、手や皿に比べて大きく見えると「何だか食べ物が大きくなったかな」と感じるのです。

　実験では、見た目を変えたときの被験者が食べる量の変化を測っていきました。すると、食べ物を小さく見せたときは食べる量が約15％増え、大きく見せたときは約10％減りました。被験者には「毎回満足するだけ食べてください」と伝えていたので、同じ満足度なのに、食べる量だけ変わるという結果が出たのです。

——　満足度を損なわずにダイエットできるのは魅力的ですね。もうひとつ、「拡張持久力」という研究も気になったのですが。

　その名の通り持久力を拡張する研究です。HMDで持ち上げる物が白く見えるようにする仕掛けで、これだけで物が軽く感じられます。

——　色が白いと、人は物を軽く感じるんですか？

　たとえば引っ越し業者は白いダンボールを使っていますよね。実は彼らは白いと軽く感じることを知っていて、茶色いダンボールを白く塗るコストをかけているのです。

　実際に我々は筋肉の活動量を測る装置で測ってわかったのですが、同じ重さの物でも、黒いと重そうに見えるため力を入れて持ち上げます。結果、疲れてしまいます。でも白いと軽そうに見え、最初から無駄な力を抑えて持つため、疲れにくくなるのです。この仕組みを用いることで、ダンベルを持ち上げるといった力作業では持久力を約18％上げられることがわかりました。

＊　＊　＊

　このように特定の感覚に与える情報を操作することで、他の感覚をもコントロールすることができる。「なんだ勘違いを起こす実験か」と思うことなかれ。その結果、上記のように食事量がコントロールできたり、無駄な力をセーブし疲労を抑えたりする実質的な効果を得ることもできるのだ。

大きな発見 “狭い空間で歩き続けられるVR”

　こうした研究はそれぞれに可能性を感じさせるが、VRの用途の可能性を大きく広げるものとして注目を集めているのが、「視触覚相互作用を用いたリダイレクション」という研究だ。

限られたスペースで、広大なVR空間の歩行体験を可能にする「視触覚相互作用を用いたリダイレクション」写真提供：廣瀬・谷川・鳴海研究室

　この研究は、もともとネット通販で買い物をするときなどに、商品に疑似的に触れるディスプレイを作るという研究から始まった。元の研究では、中に筒が置かれ、表にディスプレイが付いた箱状の装置が用意される。ここに手を差し入れて使うのだが、たとえば、くぼんだ壺がディスプレイに表示されたときに指で筒に触れると、箱の中では筒に沿って指がまっすぐ動くが、ディスプレイ上では、くぼんだ壺の形に沿って指が動くよう表示される。すると人間は「くぼんだ壺を触っている」と錯覚するという。この仕組みを等身大にしたらどうなるのかと始めたのが、「視触覚相互作用を用いたリダイレクション」だという。

——　具体的にはどういう研究でしょう？

　まず人間の身長ぐらいの丸い筒が部屋の中に置かれています。その中で被験者がHMDを付けると、まっすぐな壁が見えます。壁に触りながら（円い筒に触りながら）壁に沿って歩いてくださいとお願いします。すると、実際には丸い筒の周りをぐるぐる回っているのですが、ほとんどの被験者は、まっすぐな壁に手を触れながら直線的に歩いていると錯覚することがわかりました。

＊　＊　＊

　この研究は国内外の注目を集めたという。視覚的に３次元空間を移動するだけではなく、実際に歩きながらVR空間を体験すると没入感が高くなるため、実際の移動を取り入れることは非常に重要だ。海外旅行や美術鑑賞など、VRの可能性を大きく広げることになる。

　また、視覚だけで空間移動体験をすると、いわゆるVR酔いが発生することがあるが、実際に身体の移動を伴うと、この酔いが軽減される。歩行の導入にはメリットが多いが、問題は室内でのVR利用ではバーチャル空間のようにどこまでも歩いて行けるわけでないということ。

　この課題の解決のために提案されたリダイレクテッド・ウォーキングという技術がある。HMDを通して見ている映像を通して歩行の距離や方向を実際の動きから微妙にずらすことで発生する錯覚を利用し、狭い実空間の中をジグザクに歩き回っているにもかかわらず、広いVR空間を歩いているような体験ができる。しかし、この方式でも約44メートル四方の空間が必要になる。ところが前述の鳴海氏の研究では、映像に加え、壁に触れるという触覚を加え、感覚間の相互作用で効果を高めており、直径約6メートルの狭い空間でも同様のことができることが示された。

＊　＊　＊

　このように今後さまざまなビジネスに活用できそうな鳴海氏の研究だが、企業との連携については「個別に取り組んではいるが、まだ大きく社会実装されるほどには至っていない」ということだ。東京大学では、2018年より全学組織の「VR教育研究センター」を始動し、外部機関との連携に積極的に取り組むとしている。こうした場をうまく活用できれば、東大のVR/AR研究の成果の社会実装が進んでいくだろう。