Phòng thí nghiệm Hành vi con người,
Khoa nghiên cứu Thông tin và Môi trường,
Đại học Keio

 
vol.13

Để xác minh các hành vi khác nhau của con người từ các khía cạnh tâm lý và thể chất  cần sử dụng nhiều phương pháp đánh giá khác nhau
UC-win/Road được giới thiệu để nghiên cứu về hành vi lái xe, kết hợp ghi lại các hành vi chuyển động và chuyển động của con mắt, etc.

Phòng thí nghiệm hành vi con người, Khoa Nghiên cứu Thông tin và Môi trường, Đại học Keio
URL: http://hpl.sfc.keio.ac.jp/
Địa điểm: Fujisawa-shi, Kanagawa
Nội dung nghiên cứu và phát triển:
Xác minh một loạt các hành vi của con người bằng nhiều phương pháp đánh giá dựa trên thể chất và tâm lý học trong hoạt động thể thao


Takaaki Kato, Phó Giáo sư,
Khoa nghiên cứu Thông tin và
Môi trường, Đại học Keio

"Phòng thí nghiệm của chúng tôi (Phòng thí nghiệm Hành vi Con người <HPL>) đã và đang nghiên cứu (đa dạng) hành vi của con người bằng cách thu thập dữ liệu thông qua (đo lường) chuyển động của mắt, phân tích chuyển động, và đo lường các phản ứng sinh học khác dựa trên thể chất và tâm lý trong hoạt động thể thao."

Nói chung, mỗi hội thảo trong trường đại học đều có một chủ đề tổng thể được xác định trước. Học sinh sẽ được chia theo chủ đề phù hợp, nghiên cứu tập trung vào các chủ đề chuyên ngành dành cho từng người. Ngược lại, Takaaki Kato, Ph.D., Phó Giáo sư của Khoa Nghiên cứu Thông tin và Môi trường, ĐH Keio cho biết, trong HPL ông để sinh viên quyết định các chủ đề họ muốn nghiên cứu với tinh thần hăng hái để đạt được mục tiêu tốt nhất và họ cũng được phép tiến hành các nghiên cứu cá nhân bằng cách sử dụng các phương pháp có sẵn một cách tự do trong các cuộc hội thảo. Nói cách khác, sinh viên tự suy nghĩ về các luận văn, các cách thức thiết kế bài nghiên cứu, và thực hành theo ý của mình, đó là khía cạnh độc đáo mà ông mô tả.

Thep phó Giáo sư Kato, cựu đội trưởng của câu lạc bộ bóng chày trường đại học Keio và là người đã tham gia các giải đấu nhỏ dưới sự chỉ đạo của MLB Chicago Cubs, chuyên môn thể thao là lĩnh vực chính của ông. Ông đã nghiên cứu về "sự khác biệt giữa người chơi giỏi và người chơi kém" theo quan điểm chuyên môn về tâm lý học thể thao và quan tâm đến khả năng mở rộng phương pháp này trong lĩnh vực lái xe. Khi một sinh viên có kiến thức về lĩnh vực này ( sinh viên đã tốt nghiệp) tham gia HPL thì ý tưởng của Phó giáo sư Kato bắt đầu trở thành hiện thực. Ông tìm ra cách của riêng mình để chuẩn bị các cơ sở nghiên cứu cần thiết.

Ngoài ra, trong quá trình nghiên cứu tập trung hành vi con người khi lái xe và thông qua các bài nghiên cứu chung với các nhà nghiên cứu bên ngoài kết hợp nghiên cứu của sinh viên trong HPL, ông Kato nhận ra rằng phải xây dựng một môi trường mô phỏng tiên tiến hơn. Theo đó, ông nhận được lời giới thiệu về hai sản phẩm của FORUM8 vào mùa thu năm ngoái: một thiết bị mô phỏng lái xe (DS) sử dụng phần mềm UC-win / Road" để mô phỏng thực tế ảo 3 chiều và "Oculus Rift Plug-In" thực hiện việc lái xe với trình độ cao bằng cách nâng cao khả năng ngâm mình vào không gian 3D. Phó Giáo ưu Kato nói rằng ông muốn sử dụng các phương pháp nghiên cứu mà họ đã bồi dưỡng trong HPL và sản phẩm của FORUM8 trong tương lai và làm rõ hiệu suất lái xe tùy thuộc vào từng loại tình huống diễn ra.


 SFC phản ánh tinh thần Jitsugaku

Mất khoảng 20 phút đi xe buýt từ ga Shonandai đến khu học Keon Shonan Fujisawa Campus (SFC), sau đó luồn lách qua các khu vực kinh doanh và khu dân cư. Phía ngoài trạm dừng xe buýt là khu vực rộng lớn và tầng lớp nhấp nhô, nơi có những tòa nhà được thiết kế độc đáo, mỗi tòa nhà được đặt tên theo bảng chữ cái Hy Lạp, tạo thành một tổ hợp SFC và được bố trí theo từng chức năng.

Nguồn gốc của Đại học Keio xuất phát là một trường học dành cho các nghiên cứu người Hà Lan được thành lập bởi Yukichi Fukuzawa năm 1858. Năm 1890, Đại học Keio trở thành trường đại học với ba tổ chức (như các trường đại học tư nhân đầu tiên), đầu năm 1920 nó trở thành trường đại học tư nhân đầu tiên dưới pháp lệnh Đại học. Cơ cấu tổ chức của Đại học Keio hiện có 10 Khoa đào tạo đại học: Văn thư, Kinh tế, Luật, Kinh doanh và Thương mại, Y khoa, Khoa học và Công nghệ, Quản lý chính sách, Môi trường và Nghiên cứu Thông tin, Y tá và Chăm sóc Y khoa, Dược; và 14 khoa đào tạo sau đại học: Văn thư, Kinh tế, Luật, Quan hệ con người, Kinh doanh và Thương mại, Y khoa, Khoa học và Công nghệ, Truyền thông và Quản trị, Quản lý Y tế, Khoa học Dược, Quản trị Kinh doanh, Thiết kế và Quản lý Hệ thống, Thiết kế Truyền thông và Pháp luật; , v.v. Với hơn 2.200 cán bộ giảng dạy toàn thời gian, và hơn 33,000 sinh viên trong các khóa đào tạo đại học và sau đại học, Đại học Keio đã và đang thực hiện các hoạt động giáo dục và nghiên cứu tại 6 khu học chính bao gồm SFC, khu học tại Mita, Hiyoshi, Yagami, Shinanomachi, và Shiba-Kyoritsu, cũng như nhiều khu học khác ở thành phố và các khu thị trấn khác.

SFC được thành lập vào năm 1990 phản ánh tinh thần Jitsugaku (cách tiếp cận khoa học để giải quyết các vấn đề bằng cách suy nghĩ nghiêm túc đi tới những tiết lộ chân lý thực nghiệm), SFC được sử dụng liên tục từ khi thành lập và thể hiện được đúng tinh thần của nó. Mục đích của SFC nhằm "giải quyết vấn đề bằng cách tích hợp công nghệ, khoa học, thiết kế và chính sách" giữa các chương trình học thuật hiện có, trong thời đại xã hội ngày càng trở lên phức tạp và đa dạng hóa.

SFC là nhà của ba khoa: Quản lý chính sách, Nghiên cứu Thông tin và Môi trường, Y tá và Chăm sóc Y khoa; và hai khoa sau đại học: Truyền thông và Quản trị, Quản lý Y tế. Tổng số sinh viên đại học và sau đại học tại SFC khoảng 5.000 người, số giáo viên toàn thời gian vào khoảng 140 người (tính đến tháng 5 năm 2017).


Lập trường của giảng viên Khoa Nghiên cứu thông tin & Môi trường và phương pháp tiếp cận độc đáo từ các buổi hội thảo

Khoa Nghiên cứu Thông tin và Môi trường được thành lập vào năm 1990 cùng lúc với Khoa Quản lý Chính sách tại thời điểm mở SFC. Chúng được thành lập dựa trên ý tưởng rằng sinh viên sẽ học được nhiều thứ cùng nhau theo phong cách liên ngành bằng cách loại bỏ bức tường giữa những môn học chính tắc. Việc phân chia vai trò môn học đã được lên kế hoạch trước đó bao gồm nội dung của các khóa học về khoa học và các khóa học về nhân văn liên quan.

"Khoa Nghiên cứu Thông tin và Môi trường được coi là có môi trường tự nhiên đúng với tên gọi của chính nó". Vì cả hai khoa đều có cùng một chương trình giảng dạy chung và cho phép sinh viên đi lại tự do giữa hai khoa để phục vụ học tập, tuy nhiên, trong thực tế vẫn có sự khác biệt nhỏ giữa hai khoa khi sinh viên đỗ vào Đại học Keio, giống như những gì Giáo sư Kato từng nói. Từ một quan điểm về "khả năng" trong tâm lý học, không chỉ xem xét môi trường tự nhiên mà còn phải xem xét yếu tố con người xung quanh "môi trường" đó, nhiệm vụ của Khoa là tìm hiểu "Thông tin" để tạo thành nền tảng cho hành vi của con người trong "môi trường" nói trên, và dùng nó để giải quyết các vấn đề như ông đã nói.

Theo triết lý nhất quán của SFC "để tạo ra một nền học thuật mới mở ra một kỷ nguyên mới" và "thực hiện nghiên cứu vượt qua mọi lĩnh vực trên thế giới", cả hai Khoa đã đưa ra những đề nghị đăng ký nhập học tự nguyện (tiếng Nhật là AO Nyushi) dành cho sinh viên ngay từ khi mới thành lập và thực hiện nó. Ngoài ra, hai khoa cũng bắt đầu chương trình GIGA từ năm 2011, cho phép sinh viên có được khả năng sáng tạo và quản trị trong lĩnh vực ICT (công nghệ thông tin và truyền thông) để có thể giải quyết các vấn đề toàn cầu bằng tiếng Anh.

Phó Giáo sư Kato đề cập đến phong cách của các buổi hội thảo trường ông đều khác với các buổi hội thảo của các trường đại học khác là do có những đặc điểm nội bật từ SFC. Quan trọng là phải gắn liền với các hoạt động nghiên cứu để nâng cao khả năng giải quyết vấn đề thực tế thông qua hợp tác với các tổ chức bên ngoài và phải có cách tiếp cận tích cực đối với sinh viên. Các lĩnh vực nghiên cứu của họ rất đa dạng, và cho phép sinh viên của cả hai Khoa, kể cả sinh viên năm nhất tham gia vào các hiệp hội. Hơn nữa, mối quan hệ giữa các giảng viên và sinh viên là bình đẳng và thống nhất, nhằm theo đuổi các hoạt động nghiên cứu tiên tiến và chuyên môn hoá.

Click to enlarge the image. Click to enlarge the image. Click to enlarge the image.
Nội dung nghiên cứu trong HPL (Phòng thí nghiệm con người)


 Phương pháp đánh giá để mô tả HPL và các nghiên cứu đa đạng khác

HPL, chuyên nghiên cứu các vấn đề khác nhau về hoạt động của con người trong nhiều lĩnh vực từ khía cạnh tâm lý tới thể chất, xác minh các hoạt động của con người bằng các cách tiếp cận dựa trên thể chất và tâm lý học trong hoạt động thể thao.

Các phương pháp thực hiện chủ yếu chia ra thành "phương pháp đánh giá chủ quan" và "phương pháp đánh giá khách quan". Phương pháp đầu tiên là so sánh và đưa ra dữ liệu về quan điểm chủ quan của con người thông qua các câu hỏi và các cuộc phỏng vấn, sau đó họ nhận được các phản ứng và hành vi sinh học mà chủ thể không thể nhận thức được như chuyển động mắt và các tín hiệu sinh học.

Phương pháp thứ hai là một khái niệm được Giáo sư danh dự Tadahiko Fukuda, cựu giáo viên của Giáo sư Kato ủng hộ và cũng là một phương pháp mô tả HPL giống như một buổi hội thảo. Ví dụ, khi trình bày một tình huống khó dùng lời nói để mô tả, ví như chủ đề "cơ thể phản ứng một cách tự nhiên", thường được nói trong các cộng đồng thể thao, quan điểm của các chuyên gia và người bình thường được ghi lại. Hiệu quả của việc thảo luận về các kỹ năng và chuyên môn của các chuyên gia dựa trên sự khác biệt đều được dự kiến trước.

Hơn nữa, vì môi trường có liên quan đến hoạt động của con người bao gồm một loạt các sự vật, sự việc, các mối quan hệ vv, nên các mục tiêu nghiên cứu của HPL cũng rất đa dạng, từ thể thao đến nghệ thuật, kinh doanh và mối quan hệ giữa con người. Trong số các mục tiêu đó, tầm quan trọng lớn được gắn liền với việc sử dụng hợp lý các phương pháp đánh giá kể trên. Cụ thể, phản ánh quan điểm của SFC gắn với việc sử dụng công nghệ thông tin tiên tiến, sinh viên tham gia vào HPL được phép yêu cầu sử dụng công nghệ tự động để đo chuyển động mắt và tín hiệu sinh học cũng như phân tích chuyển động khi chụp chuyển động.

Hàng năm có khoảng 50 sinh viên tham gia vào HPL bao gồm một số sinh viên đã tốt nghiệp và sinh viên đại học từ cả hai Khoa là chính. Nửa số sinh viên thuộc các câu lạc bộ thể thao như bóng chày, bóng chuyền, trượt băng nghệ thuật, và lái xe ô tô cũng tham gia nhằm mục đích dẫn dắt các nghiên cứu trong HPL để cải thiện hiệu suất cho mục đích chung.

Vào tháng Một năm nay, NTT đã bắt đầu một dự án nghiên cứu khoa học về thể dục thể thao nhằm tìm kiếm cách đào tạo trí não hỗ trợ "trí nhớ" và "kỹ năng" để giành chiến thắng bằng cách kết hợp một phương pháp nghiên cứu về khoa học não và công nghệ thông tin & truyền thông tiên tiến. Trong sự hợp tác giữa các câu lạc bộ bóng chày của Đại học Tokyo và Đại học Keio, phó giáo sư Kato, cựu Phó giám đốc Hiệp hội thể thao Đại học Keio, đang giữ cương vị dẫn dắt đội của đại học Keio. Hơn nữa, ông đã hợp tác về mặt học thuật trong "Triển lãm 21_21 DESIGN SIGHT 'ATHLETE' tổ chức từ tháng 2 đến tháng 6 năm nay, và luôn nỗ lực để kết nối giữa nghệ thuật và các vận động viên.

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
Click to enlarge the image. Click to enlarge the image.
Click to enlarge the image.
Xác định hành vi của con người bằng phương pháp ứng dụng thể chất và tâm lý học hoạt động thể thao


Các khả năng mở rộng thông tin thông qua việc kết nối thiết bị mô phỏng thực tế ảo UC-win/Road với các phương pháp sử dụng trong HPL

Như đã đề cập ở phần đầu, ban đầu Phó Giáo sư Kato tập trung nghiên cứu hành vi của con người trong hoạt động thể thao, sau đó ông đã phát triển lĩnh vực nghiên cứu của mình vào lĩnh vực ô tô bằng cách sử dụng các phương pháp đã tích lũy trong HPL. Trong quá trình phát triển đó, đã phát sinh nhu cầu xây dựng một môi trường mô phỏng giống thực tế mà không tốn nhiều chi phí.

Một vài năm trước, họ đã phát triển một mô phỏng đơn giản bằng cách kết nối một trò chơi đua xe giữa máy tính và máy chiếu. Thật khó để tạo ra một khóa học ban đầu vào thời điểm đó, vì vậy họ đã sử dụng dữ liệu  của người đã tạo ra và xuất bản trò chơi đó trên toàn thế giới. Kết quả là, cả khóa học và ứng xử lái xe đều dựa trên các yêu cầu kỹ thuật của trò chơi. Sau đó, họ đã phải đối mặt với những hạn chế trong mô phỏng, ví như đối với các phương tiện chung khác. Điều này khiến họ phải tìm kiếm một môi trường mô phỏng có thể sử dụng trong các thí nghiệm và có khả năng tạo các khóa học một cách dễ dàng nhất.

Trong lĩnh vực về nghiên cứu lái xe, giáo viên ở các trường đại học đã đạt được rất nhiều kết quả trong các nghiên cứu liên quan đến tầm nhìn như phong trào nhãn cầu của Giáo sư Kato khi còn là một sinh viên. Do vậy, ông Kato đã nghĩ rằng ông không nên tiến vào lĩnh vực này. Tuy nhiên, hoàn cảnh thực tế lại chỉ ra rằng "tất cả các chi tiết có thể không thực sự được biết đến sau khi một sinh viên có ý định nghiên cứu về lái xe tham gia vào HPL", một lần nữa nghiên cứu về lái xe trong HPL lại được thực hiện. Hơn nữa, nó đã được quyết định để bắt đầu một nghiên cứu chung với một tổ chức bên ngoài tập trung hơn vào hành vi của con người trong quá trình lái xe, và nó cũng là nghiên cứu dẫn đầu trong vòng xoay của lĩnh vực này.

Kể từ khoảng tháng 10 năm 2016, nhóm nghiên cứu bắt đầu tìm kiếm một thiết bị mô phỏng thỏa mãn các yêu cầu trên, đến tháng 11 sau khi điều tra so sánh trên nhiều hệ thống điểm, bao gồm việc tạo không gian thực tế ảo một cách dễ dàng và liên kết chúng với thực tế, nhóm nghiên cứu nhận được lời giới thiệu cho thiết bị mô phỏng UC-win / Road. Đầu tiên, sinh viên thực hiện các thí nghiệm để tìm ra sự khác biệt giữa người mới bắt đầu và các chuyên gia lái xe trên "những gì họ nhìn thấy" khi lái xe đi du lịch trên một đường cong bằng cách liên kết với thiết bị mô phỏng và đo lường sự di chuyển của nhãn cầu. Việc hướng dẫn về mô phỏng thực tế ảo cho phép người mới bắt đầu học có được kiến thức chuyên môn về các trình điều khiển, mọi kết quả thu được đều được ghi lại và viết trong một bài báo trong tháng 12. Cũng vào thời điểm đó, họ đã xây dựng được môi trường thực nghiệm theo kế hoạch trong một thời gian ngắn khi ứng dựng thiết bị mô phỏng của FORUM8, mặc dù trước đây điều đó là rất khó để thực hiện. Ngoài ra, so với việc sử dụng máy chiếu truyền thống, phó giáo sư Kato cảm thấy sử dụng màn hình 4K khi kết hợp với thiết bị mô phỏng sẽ cho hình ảnh rõ nét và mượt hơn.

Mô phỏng lái xe trên UC-win/Road sử dụng màn hình có độ phân giải 4k

Phó Giáo sư và cộng sự vừa mới tập trung vào yếu tố con người trong quá trình lái xe tự động. Đó là một nghiên cứu được mở rộng cho đến nay, họ cũng đang tiến hành các cuộc thảo luận với các chủ để như "Hành vị của con người khi lái xe (khi lái xe cơ trước khi có hệ thống lái xe tự động)" hoặc " Các loại phản ứng con người tạo ra khi gặp nguy hiểm trong khi lái xe ".

Sau đó thiết bị mô phỏng đã cải thiện các chức năng của nó bao gồm việc hỗ trợ thu thập dữ liệu CAN, tạo kết nối nâng cao với các thiết bị thí nghiệm của HPL. Hơn nữa, sự kết nối này được phỏng đoán sẽ mở rộng khả năng mới như tạo ra các kịch bản đa dạng, kết nối với các phương pháp đánh giá chủ quan hoặc thảo luận về hiệu năng của con người thông qua các thiết lập nhiệm vụ kép vv

(Được viết bởi Takashi Ikeno)
(Up&Coming '17 Ấn  phẩm hè)



Trước
  
Mục lục


FORUM8