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視線計測を用いた熟練介護士の特徴抽出

Identifying features of skilled care givers based on eye tracking data

福田亮子

1

吉田可奈子

2

小野雄太郎

2

松原仁

2,3

工藤正博

2

Ryoko FUKUDA

¹

, Kanako YOSHIDA

²

, Yutaro ONO

²

,

Hitoshi MATSUBARA

²

, and Masahiro KUDO

²

1

慶應義塾大学環境情報学部

1

Keio University Faculty of Environment and Information Studies

2

慶應義塾大学 _SFC 研究所

2

Keio Research Institute at SFC

3

公立はこだて未来大学

3

Future University Hakodate

Abstract: In the current aged society, shortage of care givers is crucial. Not only lower wages and long working hours, but also frustration over operation is frequently cited as the reason for high turnover rate. In order to avoid such frustration and keep the service at a certain level, care content should be evaluated objectively and it must be shown how appropriately care is given. For that purpose, the features of skilled care givers of high-quality care facilities will be identified based on eye tracking and behavior observation. Results should indicate decision-making process of skilled care givers, which can be referred for support of novice care givers and improvement of care quality.

1. はじめに

1.1 従来の介護の評価手法の問題点

現在の高齢社会においては、介護のニーズがますます高まってきている。現場では一刻も早い人材育成が望まれているが、それには経験豊富な熟練介護士の持つノウハウを伝達することが有効である。

介護従事者にとって最も難しいと言われているのは、利用者の状態を観察・判断し、介護作業内容を決め、実際にその介護作業を実施するという流れの中でも「判断」にあたる部分である。これまで行われてきた介護の教育においては、どのように介護作業をすればよいかということは教えられてきているものの、その前提となる判断をどのようにすればよいかという点については必ずしも十分な教育が行われているとは言えない。そもそも、熟練者自身この判断は半ば自動的に行っているため、これを言語化して伝達するのは難しい場合も多い。実際、様々な分野における熟達過程においては、「熟練者のコツは見て覚えよ」、「技は習うよりも盗め」などと言われており、経験の浅い者が熟練者の作業の様子を見ながら学んでいくというスタイルを取ることが多い。

介護においては、経験の浅い介護従事者であっても、人手不足であることから十分な教育・研修を受けることなく現場に出て、その場で熟練介護者の介護の様子を見ながらそのコツを学んでいくより他ないというケースが見られる。しかし、これは容易なことではない。特に、判断の根拠となる利用者の状態には、個人差も個人内変動も存在する。判断時点の条件のみならず、その前の時間帯に起こった事象も影響を与える。経験の浅い介護従事者が、コツを伝達されないままにこのような高度な判断を学習せよと指示された結果、自信をなくしてしまい離職に繋がってしまうケースがあるのも事実である。

離職の理由のひとつともなる教育・研修体制の不足を克服する上でも、熟練した介護従事者の介護における暗黙知を可視化し、経験の浅い介護従事者に分かりやすい形で伝達する必要がある。

1.2 熟練者の特徴抽出の方法

暗黙知や熟達化の研究において、熟練者の特徴抽出はさまざまな方法で試みられてきた。_The Cambridge Handbook of Expertise and Expert

Performance^では、熟達化の構造を研究する手法とし

て行動観察、心理測定法、タスク分析、発話プロト

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コルの分析、日記を利用する方法などが挙げられている_[1]。人間の行う行動や動作の直接観察は、動作に関する暗黙知の形式知化にかかわる。その際には、熟練者とそうでない者の動作を撮影した動画を並べて比較できるようにするなどの工夫により、熟練者の特徴抽出が容易となる_[2]。また、記録した動画をもとに、特徴抽出アプリケーションを用いて人間の動作をより詳細に分析したり、人間に装着した加速度センサやモーションキャプチャを利用して詳細な動作解析を行うケースも見られるようになってきている_[3]。さらに、人間が用いる道具の側にひずみ計などを取りつけて熟練者の動作の特徴を抽出する方法も見られる_[4]。

これらの手法により、人間の動作を客観的かつ定量的に把握することが可能となる。しかし、熟練者の特徴を把握するためには、すでに指摘したように、これらの動作が起こる前の段階の分析も必要である。それは、人間の行動が外界から得られた情報を処理した結果に基づいて行われるためである。したがって、上記のような研究例においても、通常は動作分析に加えインタビューを行う。その際、計測により可視化した動作データをその動作を行った本人に対して提示すれば、自身の行動への客観的なフィードバックを与えることができる。このようなフィードバックにより、動作を行った本人も新たな気づきを得ることができ、動作を行う際の思考についてより多くのデータ獲得に繋がると考えられる。

上記のような行動に至るまでの人間の認知プロセスをさらに詳細かつ客観的に把握するには、アイカメラを用いた視線計測が有効な手法であると考えられる_[5]。これは、人間が何らかの行動を起こすまでに取り込む外界の情報の約₈割は視覚系を通して取り入れられていると言われているためである。眼球運動計測を用いた研究は、古くから読みのプロセスや絵画からの情報受容、視覚探索等について行われてきたが、計測装置の進化とともに、日常的な場面における視覚情報受容とそれに基づく認知プロセスの解明に用いられるようになってきた。各種インターフェイスのユーザビリティの検証はその典型例であり、最近では非接触式の眼球運動計測装置の普及に伴い、ウェブサイトのユーザビリティ評価に用いた例は枚挙にいとまない₍例えば_[6][7])。また、Land &

Hayhoe (2001)は日常生活の中で習慣的に行われてい

るお茶を入れるという行為を眼球運動計測データをもとに詳細に分析し、視覚情報受容と行為の密接な結び付きを示した_[8]。

状況判断の部分に着目し詳細に分析した例は、ゲームのプレイヤーの視線解析などに多く見られる。もっとも有名な例はチェスプレイヤーの視線解析に

よりエキスパートの特徴を明らかにしたものである (^例えば[9][10])^。^{将棋についても、}^伊藤ら(2002, 2004) が熟練者と非熟練者の違いを定量的に示している

[11,12]。テレビゲームの熟練者と非熟練者の差異を

明らかにした研究も見られるようになってきている [13]。これらの研究ではいずれも、熟練者と非熟練者の「目の付けどころ」が異なることがその後のパフォーマンスに大きく影響しているということがはっきりと示されている。非熟練者の問題点の発見においても、同様にアイカメラのデータを有効活用することができる。たとえば福田(2009a, 2009b)^は高齢者が家電を使う場合の問題発見にアイカメラのデータを用い、紛らわしいボタンが複数隣り合っている際の注意の分散や、ディスプレイ上に小さく表示されたインジケータの見落としが誤った操作を引き起こすことを示した_{[14, 15]}。なお、動作データのフィードバックと同様、眼球運動データのフィードバックも被験者の課題遂行中の思考データを得るのに有効であることがHansen (1991)^{によって示されている} [16]^。

1.3 本研究の目的

上記のような背景から、本研究では介護現場における熟練者の介護の特徴を、眼球運動計測と行動観察、さらに発話記録と事後インタビューを組み合わせて明らかにすることを目的とした。「どこを見て」

「どのように考え」「どのように行動したか」は、特に熟練介護従事者においては、潜在的なふるまいであり、インタビューだけでは供出されない。このような客観的な観察手法の適用により、定量的な把握が可能となる。利用者の状態を観察する際に注目している部分について分析を行い、熟練介護従事者が手掛かりとしている情報を抽出する。これらの客観的データのマイニングにより、熟練介護従事者自身が無意識のうちに行っている問題発見・改善プロセスについて、判断の根拠を分析する。

2. 実験方法

2.1 被験者

社会福祉法人こうほうえん（本部・鳥取県米子市）の介護老人福祉施設「よなご幸朋苑」の「大地」ユニット介護スタッフ₅名が被験者として本実験に参加した。これらの被験者の概要を表₁に示す。

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表₁：被験者概要被験者

記号

職種

経験年数

性別試行数 MH ^{介護福祉士}* 14^年 ^女性 3

YC ^{介護福祉士} 6^年 ^女性 2

RI ^介護士 3^年 ^女性 2

RS ^{介護福祉士} 2^年 ^男性 3

MT ^介護士 1^年 ^男性 4

*^被験者1^{はユニットリーダー}

2.2 手順

実験について説明をした後、眼球運動計測装置のヘッドユニットを被験者に装着し、視距離 _1m にてキャリブレーションを実施した。その後、被験者の音声を収録するため眼球運動計測装置に接続したイヤホンマイクを被験者の胸元に装着し、コントロールユニットを入れたウエストポーチを腰に装着した。被験者には、約₁時間の間、いつもどおりデイルーム（共用スペース）にて介護をするよう教示を与えた。

被験者が介護作業に従事している間、実験者は別室にて無線 _LAN を用いた遠隔モニタリングシステ

ム_d-Stationにより、被験者の視線データを観察した。

試行時間終了後、観察結果をもとに被験者に対しインタビューを実施し、試行時間中に考えたことを尋ねた。

2.3 実験装置

眼球運動の計測にはナックイメージテクノロジー

社製の_EMR-9を使用した。本装置は小型軽量のコン

トロールユニット（約_590g）と野球帽型の軽量ヘッドユニット（約_150g）から成り、運動・行動を伴う状況での眼球運動計測に適している上、視線データに被験者の発話などの音声データを重ねて記録できること、また、野球帽型であるために眼鏡使用者でも計測可能であるなどの特徴がある。本実験を実施する前に、実験者自身や被験者である介護従事者が本装置を装着してデイルームに入り、被介護者が違和感を持たないかどうかを予め確認した。

本装置のデータサンプリングレートは_60Hz、計測範囲は視線方向を中心に水平方向±₄₀度、垂直方向

±₂₀ 度で、検出分解能は水平・垂直方向ともに _0.1 度である。視野映像に視線方向を示すアイマークを重ね合わせた重畳視野映像は _640×480 ピクセルの

MPEG4^形式でSDカードに記録されるようになって

いる他、各フレームの視線方向データはバイナリデータとして記録される。

図₁：本実験で使用した眼球運動計測装置_EMR-9

（左_:コントロールユニット、右_:ヘッドユニット）

図₂：実験の様子

図₃：アイカメラにより記録されたデータの例

（白いマーカーの場所が注視点である）

3. 結果

今回は第₁報として、表₁に示した各被験者のデータを₁試行分ずつ、計₅試行分について分析し比較検討した結果を報告する。

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3.1 実験を実施した時間帯の介護内容

実験は被験者の通常の介護作業に支障のない時間帯で実施したため、午前中は ₁₁ 時前後、午後は ₁₅ 時前後からの、いずれも被介護者にお茶やおやつを出す時間帯が中心となった。その時間帯に行われる介護作業は主にお茶・おやつの準備と配膳、飲食に際し介助が必要な場合は食事介助であり、その合間に被介護者とのコミュニケーションを行ったり、デイルームからの移動のための車いすへの移乗なども行われていた。

これらの作業は、被介護者との関わりを伴わない作業と、直接の被介護者への関わり、その他の被介護者の様子を窺う間接的な関わりの₃つに大別することができる。台所におけるお茶・おやつの準備や食器洗い、配膳などの被介護者との関わりを伴わない作業や、食事介助・身体介助などの被介護者との直接の関わりはどちらかといえば「決まった」作業である。それに対し、被介護者との直接のかかわりのうち介助などとは直接関係のないコミュニケーションは、介護者の裁量によって行われる行為であり、直接関わっていない被介護者の様子を窺うという行為も、そこで何らかの「発見」をし、これにより次の直接的な関わりを始めるための作業であると考えられる。

図₄ に各被験者の試行において観察された行動の割合を示した。今回分析対象としたデータのうち被験者_MTのケースのみ昼食の時間帯に当たっていたため、食事介助が占める割合が圧倒的に高くなっていたが、それ以外については、被介護者とのコミュニケーションである「交流」と、お茶の準備や食器洗いなどの「作業」の占める割合が高くなっていた。また、図₄では「食事介助」から「交流」までが被介護者との直接の関わりを、「見守り」と「様子見」が間接的な関わりを、「作業」から「その他」までが被介護者とは関わらない部分を表しているが、

図₄：各被験者の試行において観察された行動

今回分析対象としたデータにおいては、被験者 _MT のケースを除き、被介護者と直接あるいは間接的にかかわりを持つ時間帯が ₄₅～₆₅％の割合を占めていた。

3.2 介護作業従事中の視線の動き

実験時間中に観察された被験者の行動を _3.1 において分類したが、ここでは被介護者との関わり方を軸に、熟練者と非熟練者の視線データの比較を行う。なお、熟練者は経験₁₄年の被験者_MHと経験 ₆年の被験者_YCを、非熟練者は経験₃年の被験者_RI、経験₂年の被験者_RS、経験₁年の被験者_MTを指す。

 被介護者との関わりを伴わない作業における視線の動き

食事・おやつの準備などは台所で行われるため、その間被験者は基本的には被介護者に背を向けることになるが、ときどき被介護者の方を振り返って見る様子が観察された。被介護者から何らかの話しかけがあった場合は熟練者、非熟練者ともその被験者の方を振り返り、その話しかけに応じていた。一方、特にそのような話しかけがない場合でも被介護者へ目を配る様子が見られたが、熟練者においては、特にデイルーム内にいる被介護者の数が多くかつほかの介護スタッフがいない場合には、頻繁に各被介護者へ素早く視線を向け、全員の様子を把握しようとしていた。非熟練者も時折被介護者の方を振り返っていたが、その視線の動かし方は熟練者よりもゆっくりとしたものであり、必ずしもデイルームにいる被介護者全員に視線を向けていない場合もあった。なお、熟練者でも、被介護者の数が少なくほかの介護スタッフもデイルーム内にいる場合は、手元の作業に集中し、背後を振り返って視線を向けることは少なかった。

 被介護者に直接かかわっている際の視線の動き

食事介助においては、熟練者も非熟練者も主に被介護者の顔を見ていた。しかし、その内容を詳細に分析すると、経験年数の少ない非熟練者は手元の食器を見ている時間の割合が熟練者よりもやや高いのに対し、経験の長い熟練者は相手の顔、とりわけ目や口元や喉元を見ている時間が長い傾向が見られた。また、熟練者の場合、食事介助の合間に他の被介護者の様子を窺う頻度が高い傾向が見られた。デイルーム内では被介護者は₂つのテーブルに分かれて座っていたが、熟練者は同じテーブルの被介護者のみならず、他のテーブルについている被介護者へも目を向けることが多かった（図₅）のに対し、非熟練者は他のテーブルについている被介護者に目を向け

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ることは少なかった。その一方で、他の介護スタッフが食事介助などの形でかかわっている被介護者への注視は非熟練者の方が多く見られた（図₆）。なお、このような状況でほかの被介護者に目を向ける時間は、熟練者の場合、通常は₁秒にも満たなかった。₁ 秒以上見ている場合は、ほとんどが被介護者からの話しかけがあったり、逆に被介護者へ話しかけをしている場合であった。

（所要時間₁₆分₂₇秒）図₅：スタッフ_YC（経験₆年）の YY^・SY^{に対する食事介助中}^（2^{名を同時に介助）}

の視線分析結果

（所要時間₂₅分₁₀秒）図₆：スタッフ_MT（経験₁年）の TNOに対する食事介助中の視線分析結果

何らかのコミュニケーションを行っている際の視線も、主に被介護者の顔に向けられていたが、食事介助の場合と同様、熟練者の方が被介護者の顔を見ている時間が長い、すなわち顔をじっと見ていることが多いことが明らかになった。また、熟練者の場合は主に話しかけている被介護者だけでなく、同じ

テーブルの他の被介護者の様子や、もう₁つのテーブルについている被介護者の様子も見ていた。同じテーブルの他の被介護者については、ある被介護者と会話をしている際でも、熟練介護士は同じテーブルについている他の被介護者とのコミュニケーションも促進できるよう、話題にうまくついていけるように、また、コミュニケーションをとれるように要所要所で話しかけている様子が見られた。これらの働きかけは、被介護者との₁対₁の関わりだけでなく、これを被介護者同士の関わりにも広げようとするものであると考えられる。

3.3 主観的な見方

各試行後に行ったインタビューにおいて、被験者に実験中どのような点に留意して介護作業を実施していたかを訊ねたが、その際、多くの試行で「全体をきちんと把握できるような見方をする」という声が聞かれた。ただし、経験の浅い被験者については、必ずしもそれが実行できていないという意識があるケースも見られた。すなわち、介助をしているときにはその対象者に集中しがちである、もしくは関わりが一部の被介護者に偏る傾向があるなどの意見があった。

どのような方に声掛けをしているかという点については、不安そうな様子をされている被介護者や興奮されている被介護者、何もしておらずぼーっとされている被介護者などが挙げられた。どのような状態であるかは、被介護者の顔や行動、さらには言動を見ながら判断するという声が多く聞かれた。

これらの主観的な見方に関するコメントにおいては、熟練者と非熟練者の間に明白な違いは認められなかった。

4. 考察

4.1 直接関わっている被介護者と関わって

いない被介護者への視線配分のバラン

ス

視線データを分析した結果、非熟練者も熟練者も、直接かかわっている被介護者に対しては、その表情を主に見る様子が示された。ただし、熟練者の場合は、被介護者の表情をより注意深く見つつ、周りの他の被介護者にも素早く視線を向け、様子を窺っていることが明らかになった。その傾向は、特に他の介護スタッフがデイルーム内におらず、かつ被介護者の数が多い場合で強かった。複数の介護スタッフがデイルーム内におり分担をすることが可能なケー

YY/SY 86.8% SH

7.1% KK 0.4%

KM 1.7%

TNI 3.4%

スタッフMT 0.6%

TNO 96.4% MY

0.1% SH 0.1%

FS 1.1%

KK 0.8%

TNI 0.0%

SY 0.4%

スタッフRS

0.9% _{スタッフYC} 0.1%

スタッフYF 0.1%

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スにおいては、直接かかわっている被介護者に注意を集中しており、状況に応じた注意配分をしている傾向が見られた。これは、被介護者と直接関わらない作業をしている際も同様であった。

一方、非熟練者は周りに注意を払う努力をしているものの、状況に応じてその割合を変えるという様子はあまり見られなかった。また、他の介護スタッフが関わっている被介護者にも注意を向けるなど、デイルーム全体、すなわちその場にいる介護スタッフ間でバランスよく被介護者に注意を向けるのが難しいということが示唆された。

4.2 要介護度の高い被介護者への関わり

要介護度が高く、コミュニケーションをとるのも難しい被介護者に対する注意や関わりは、熟練介護士の方が多く観察された。たとえばデイルーム内の被介護者に一通り目を配る際、経験₁₄年の熟練者は要介護度₅で言葉でのコミュニケーションが困難な被介護者にも目を向けていた。この被介護者に対する注視はほかの被験者ではあまり見られなかったものである。その後「眠たいですか？」と声をかけた別の要介護度₅の被介護者からは「部屋に帰りたい」と言う希望があったので、これに対応したが、その際も、同じテーブルについている他の被介護者の様子も見ていた。

一方、経験の浅い非熟練者においても、決まった作業の合間に各被介護者に積極的に声をかけて回っていたが、そのような声かけはコミュニケーションをとることのできる被介護者にやや偏りが見られた。あまり変化のない被介護者には目を向けていない傾向が見られた。

5. おわりに

アイカメラはこれまで、人間の潜在的な行動や知見を探るための有効な手段として活用されてきた。本稿では、アイカメラを活用した、介護現場における熟練介護者特有の知見を解明するための基礎的な取り組みを報告した。データマイニングにより熟練介護従事者の問題発見ならびに改善プロセスをモデル化し、これをパッケージ化すれば、経験の浅い介護従事者でも利用者の要望に応じた適切な介護をすることができるよう、支援できるものと期待される。

ただし、アイカメラの計測データの分析方法については、現状の₁フレームごとにアイマークがどの対象物の上にあったかを分析者が判定しながら記録していく方法から何らかの改良をする必要がある。被験者が常に動いており、また被験者の視野内にいる被介護者も動いているため、注視対象物を自動的に判定するのは容易ではないが、₃₀分ないし ₆₀ 分

という長時間にわたる記録データを効率的に分析し、 1 試行分でも多くのデータを比較検討することにより、熟練者と非熟練者の差をよりいっそう明らかにすることが可能となる。今後さらに多くのデータを分析し、経験の浅い介護者の教育・支援に貢献したいと考えている。

謝辞

本研究は平成₂₂年度医療・介護等関連分野における規制改革・産業創出調査研究事業（医療・介護周辺サービス産業創出調査事業）「介護現場の持続的な質向上をもたらす好循環モデルの検討」として実施しているものである。

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