精密人間モデルを用いた集団避難シミュレーション
1. はじめに
東日本大震災では多数の人々が巨大 津波の犠牲となった．また南海トラフ 巨大地震が起きた場合には沿岸の災害 拠点病院の多くが浸水するとの予測も ある．このため地方自治体は，最寄り の高台や津波避難タワー（図 1）への 避難を中心とした減災対策を急いでい る．これに対応して適切な避難訓練が 重要となるが，多数の人間が参集して の訓練実施は簡単ではない．そのため，
コンピュータでの避難シミュレーショ ンの活用がますます重要となってきて いる．本稿では，集団避難シミュレー ションへの応用を中心に，コンピュー タ上の精密人間モデルの利用例につい て紹介する．
2.精密人間モデル CAShuman
従来からデジタルヒューマンなどの 名称で，人間の動作をモデル化する研 究は数多くなされている．本稿で紹介 す る の は Computer Aided Sports リ サーチ社（以下，CAS 社）が，スポー ツや健康に関する人間の動作解析のた めに開発した運動学ベースのソフト ウェア“CAShuman”であり，最大 の特徴は中高生でも簡単に使えること にある． 図 2は CAShuman の概略であり，下肢のつま先から上首部まで全身総計 で 44 自由度の関節を持つ．モデルに は順および逆運動学入力が可能で，さ らに横臥する人を介助者が抱き起こす などの複雑な協調動作も再現できる．
CAShuman を 含 む 一 連 の 機 能 は CASstation シリーズとして提供され ており（1），その応用分野としてはス ポーツ動作以外に集団避難，介護動作，
機械運転操作など広範囲で，さらに手 話動作を音声に変換する斬新なインタ フェースデバイスにも応用されている．
3. 学校における集団避難訓練 シミュレーション
CAShuman の避難応用では，特殊 な状況で不可避な動作パターンに対し て自律的に主には直線や曲線歩行そし て階段昇降など上下左右の移動であ る．個々の避難者動作は一律ではなく，
混雑状況に応じて停止・再開し，横に 空きがあれば S 字に曲がり追い越す こともある．従来からあるマルチエー ジェントなどによるシミュレーション 法に CAShuman を導入することで，
このような瞬間の判断が数百，数千人 の規模で発現し，リアルなシミュレー ションが可能になる．
図 3は，高校における集団避難訓 練の例であり（2），上は避難行動開始か ら 180 秒後のグラウンドの様子を撮影 した写真，下は対応するシミュレー
ション結果である．実際に存在する制 限や条件のすべてを考慮していないシ ミュレーションではあるが，集合の様 子や避難者が整列場所を目指して移動 している様子など，両者はよく一致し ていることがわかる．
4. 負傷者の搬送と
津波避難タワーへの避難
実際の避難では健常者だけでなく，子供や高齢者の歩行，また数人で負傷 者を搬送する協調動作も不可避とな る（3）．いずれの場合も移動速度が重要 となるが，平地での単独歩行を除けば 実験データは少ないため，さらなる実 験検証が進められている．
図 4は，背負い搬送 1 組を含む避 難者 8 名による 4 階建て津波避難タ ワーへの避難を想定したシミュレー ション例である（4）．この場合，先頭は 単独避難時と大きな差異はないが，そ れ以後の避難者は階段での輻フ ク輳ソ ウにより 次第に遅れはじめ，最後には背負い搬 送者が大きく遅れて 4 階へ到達する．
実験によれば背負い搬送も単独ではそ れほど遅くはないが，集団での安全確 保を考慮した歩行調整となれば全体で の避難時間も増大することがわかった．
5. おわりに
現在スポーツや CG エンターテイメ ントの世界ではモーションキャプチャ が必須となりつつあるが，市販装置は
高価でその扱いも簡単ではない．この ため，カメラとノート PC だけで機能 する CAShuman は，ソフトモーショ ンキャプチャという有用なツールとし て教育現場での活用が期待されている．
（原稿受付 2013 年 8 月 27 日）
〔瓜井治郎 CAS リサーチ〕
●文 献
（ 1 ）CAS リサーチ社
http://www.cas.fussa.tokyo.jp/
（ 2 ）瓜井治郎・ほか，精密人間モデルの導入に よる 3 次元集団避難シミュレーションの高 精度化，日本機械学会論文集，76-769, C
（2010），2176-2185．
（ 3 ）Kakizaki, T., Urii, J. and Endo, M., A Three-Dimensional Evacuation Simulation Using Digital Human Model With Precise Kinematic Joints, ASME Journal of Com- puting and Information Science in Engi- neering, 12-3（2012）, 93-102.
（ 4 ）Kakizaki, T., Urii, J. and Endo, M., An Ex- perimental Investigation for Accurate Evacuation Simulation using 3D Kinematic Digital Human Models, Proc. of ASME 2013 International Design Engineering Technical Conference and Computers and Information in Engineering Conference,
（2013-8）.
図 1 津波避難タワーの例（静岡県富士市）
図 2 CAShuman モデル
図 3 集団避難訓練例とそのシミュ レーション例
図 4 避難タワーへの混合避難シミュレー ション例
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日本機械学会誌 2013. 11 Vol. 116 No.1140 795
