JapanInstitute Institute of ofnavigation Navigation lo4 e \EIe 12 ei 10 E 26 fi HJzPwthi\ftee103 Msuttk}l -(Mta 47?fllLti il =L V-- St: tslt6 vaeeiegi

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6

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*

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?

diggcfiftsbsl

ca

D

v

)

(

kG

IEItw*

･

_?tif

_NEme*

On

Distance

Cognition

and

It's

Learning

Effect

on

the

Sea

and

Bridge

Simulator

Masaki

UMATANI

and

Nobuyoshi

KOHGUCHI

Abstract

In

recent years, various

kinds

of maritirng simulater

have

been

set up to education,

training

and

research organizations, and they are took the advantage

in

various

fields

of

the

maritime education,

training and research.

AIso

at _present the_possibility

to

substitute the embarkation career as a seafarer

for

the

maritime simulator

training

are examined.

However

from

the

viewpoint of ergonomjcs and

human

information

processing,

there

are many _problems

that

should

be

solved,

before

the

cadet who

have

a

little

career as a seafarer are trained

by

means of the virtual reality system called

the

maritime

visual simulator.

For

example,

how

should trainee

has

an experience of ship's maneuvering and which

degree

or

how

should trainee _get the cognitive

distance

to another ship?

Ifwe could investigate and solve thoseproblems, thesimulator training and training on

board

become

more effective for

the

seafarer.

When

navigator maneuvers the vessel,

he

needs much

information

through

his

five

senses.

In

the

five

senses

the

sight of sense

has

80%

of all

information,

besides

in

the

sight of sense

it

is

said that the "distance"

information

is

the most

important

things

in

the

judgment

standard of risk of collision.

In

this _paper, we

describe

the experimental results of two cognitive

distances,

one

distance

was took

from

the simulator experiment and the ether

from

the real ship

experiment on

the

sea.

At

last,

we recommend

that

trainee should

have

the

correct cognitive

distance

before

maritime simulator training and

for

the

safety of navigation

it

is

necessary that navigator recognize the correct

distance

to

another ship

by

means of

Radar.

and as a result of consideration we show the

following

things

;(1)

When

the trainee's

height

of eye

is

not

different

from

his

usual

height

of eye on

board

and the

trainee

has

a

lot

of embarkation career as a able seaman,

the

visual simulator

is

regarded as a most

effective and valuable training

instrument.

(2)

When

the trainee's

height

of eye

is

different

from

his

usual

height

of eye on

board.

it

is

attention

that

the

traineeis

cognitive

distance

has

influence

of the experimental and memorized

distance,

become

lncorrect.

(3)

The

seafarer's cognitive

distance

from

own ship

to

another ship

has

an

influence

of

the

angle

between

a

horizontal

line

and a waterline of another ship.

'

(4)

The

instruction

ef

distance

is

effective to

be

correct cognitive

distance

for

any trainee

in

simu-lator.

48

日本 航海 学会 論 文集

13

年

3

月

1

．

は じ め に 　近 年

、

教育訓 練機関 や 研 究 機 関に各種 シミュ レ

ー

タが導入 さ れ

、

様々 な分 野でその 利 点 を 生か し教育 研 究に用い ら れて い る

。

また

、

船 員の 海 上 乗 船履歴 をシ ミ＝ レ

ー

タ 訓練で代 替 する可 能性 も検討されて い る〔1）

_。

_{しか し なが ら}

_、

_{シ ミュ レ}

ー

_{タを用い た 研 究で} の 被験者や 訓練 生の 多くは 乗船経 験者で あ る

。

また

、

乗 船経 験 年 数の 少 ない _{学 生 を 対象と し}て訓 練 回数 に 対する要 素 技術 と複合 技能レベ ル の変化 を示 した研 究〔Z）_{が ある が}

_、

_{実 験に おける被 験 者}の_数 も少 な く乗 船 経 験が異なるこ と で どの ような 違 いがあるの か は 示 さ れ てい ない

。

　 海

、

船とい _{う現場をあま り知ら な}い _{学 生を}シミコ ・ レ

ー

タとい う_{仮 想 現 実}の 中で 訓 練 させ るに は

、

操 船 者の 情 報の収集と処 理の観 点か ら多くの解 決 すべ _き 問 題 点がある と考 え ら れる

。

例 え ば

、

自船の操 縦 性 能を どの程度ま で 習熟さ せ て お くべ き か

、

あるい は 他 船までの 距離感を どの ように 教 示 すべ _きかな どで ある

。

　そこ で

、

こ れ らの _問題 点 を見つ け 出 し、 解 決 する こ と に よっ て

、

は じめ て シ ミュ レ

ー

タに よる実習と 海 上に おける乗船実習が お互い の利点 と欠 点 を補い 合い

、

_{教 育訓練効 果}の更 な る 向 上が期 待で き る もの と考 え る

。

　操船 者が航 海 中に得 る視 覚 情 報の 中で

、

衝 突の可 能性 など航行の安全性 を判 断する基準として

、

最 も 重 要 と考え られ てい るの は他船 まで の 「距離」 情 報 である

、

と言わ れ てい る〔S｝

〜

〔9）

_。

そこ で

、

本 論 文で は こ の距 離 情 報に着 目 し

、

視 覚か らの距 離 知 覚 お よ び 認 知が シ ミュ レ

ー

タと実 際の船 （海 上 実 験 ） との間 で どの 程度 異なる か、 ま た シ ミュ レ

ー

タ に よ る 距離 情 報の教示を行っ た場 合

、

その距離 感に ど の程度の 違い が あ る か につ い て実 験 を 行っ た

。

2

．

距

離

感

　2

．

1　距離 感 と は 　目に光 を与 える と見え

、

感 覚器が刺激によっ て反 応 して生ずる意 識 を感 覚とい _う

。

_{感 覚 系}は

、

単に_刺 激の 強 さ や 波 長 な どに感 ずる だけでな く

、

い _ろい _ろ の事 物 を 検 出 す る

。

視 覚 は 物 体の 形 や 大 き さ

、

物 体 の 運 動

、

その 存 在 する空 間 的 な距離 などを 知る

。

こ のような 働 きは知覚 と呼ば れ る。 知 覚は感 覚よ りも よ り高次の_働きで

、

総合 的

、

各観的な 判 断内容 を もっ てい る

。

さらに知 覚された事 物 は な んで あ るか概 念 や 意 味 を 汲み取 り

、

知 識 とする働 き を持 っ てい る

。

こ の働 きは認 知 と呼ば れ てい る

。

認 知 を 行 うた め に は

、

既に経 験や学習に よっ て知識 として記憶 してい る内 容 と 照合 するこ と が必 要で あ る

。

こ こ で感 覚 器 に 入 る 情 報が上 位に向か っ て処 理 さ れる過 程 を デ

ー

タ 推 進 形 処 理 とい い

、一

方 記 憶 内容が下 位にお りて くる過程 を概念推進 形 処理 とい _{う。 我}々 の _{認知過 程} は

、

こ の ボ トム ア ップとトップ ダウン の ドッキン グ に よ る と考えら れ てい る（10）

_。

　 そこ で

、

こ の よ う な 距 離の認 知 過 程におい て こ の ボトム アップ と トップ ダ ウン の ドッキン グに よっ て 得 ら れた もの を 「_{認 知距離} 」と呼び

、

「視覚に よっ て 知覚した経 験に基づ く記憶や

、

学習に基づい て認 知 した 自船か ら対 象 船 舶 まで の距離」 と定 義し

、

単な る物 体の大 き さ 形 か ら得 ら れ た もの を 「 知 覚 距 離」 と 呼 び

、

「_{視 覚 に よ} っ て 知 覚 し た 自船 か ら対 象 船 舶 ま での 距 離」 と定 義 す る

。

また

、

こ れ ら認 知

、

知覚距 離の両方を 総 称 して 「_距離感 」 と呼ぶ〔川 12 ）。 　

2．

2

　両 眼性と単 眼性 　 視 覚か ら距 離 を 判 断 する要 因として

、

両 眼 性の 現 象 と単 眼 性の 現 象 に 分 け られ る

。

両 眼 性の もの には 両 眼 視 差 が 挙 げ ら れ るが

、

これは通 常

20m

以 内の 距 離で有効であるこ と が知られ てい る（13） 。 よっ て今回 のような 海 上での_見張 り に おける距離判 断は単眼 性 の 現 象で ある と考え られ る

。

海 上におい て 対象船 舶 までの距 離 を判 断 す るに当たっ て

、

判 断 を 可 能にす る手 掛 か りが 必 要であ る

。

単 眼 性の手 掛か りは外界 を見て 経験 的に会 得さ れ る もの である

。

こ の こ と か ら

、

操 船 者として経験 豊 富な被験者と そうで は ない 被験者とを比較 した場合

、

経 験豊 富な被 験 者は常 時 見 張 りにおい て 自分の 距 離 感 とレ

ー

ダか ら得 ら れる 距 離 情 報 を 比 較 してい るこ と から

、

判 断さ れ た 距離 は認 知距離である と考え ら れ

、

その 結果か な り正 し い_{値を 示すも}の と考 え られる。 また

、

経 験 豊 富では ない 被 験 者の 距離判断は 認知距離よ ワ も知 覚 距 離 に 近い と考 え られ

、

経 験 豊 富 な被 験者と比べ _{て 正確で} は 無い _{距 離 判 断 を 行 うと考 え ら れる}

。

_{しか し なが ら}

_、

距 離 判 断が正 確でない被 験者であっ ても距離の教示 を行 うこ と で対 象 船舶までの 距離を学習 した場 合

、

程度の 差はあ るが学 習の 効 果が 現 れ る と考 え ら れ る

。

　 2

．

3

単 眼 性 認 知距離の手掛か り 　周 囲に水 平 線 しか見え ない 環 境で

1

隻の 対 象 船 舶 ま での 距離を

、

操 船者は どの ように し て把 握 して い るの であろ うか

。

これにつ い ては 以 下の よ うに考 え ら れ る〔14 ）

_。

　 1

．

水 平 線か らの 俯角による 　 　 　網 膜 上の視覚が同 じ船舶であっ ても水 平 線上 　 　 　に存在す る船 舶 と

、

水 平線 よ り下に船 舶の喫

104 号 海 上とシ ミュ レ

ー

タに お ける距 離感お よ びその教 示 効 果に つ い て

49

　 　 　水 線 が あ る船舶と 比 較 を す る と

、

水 平 線 よ り 　 　 　 下 に喫 水 線が ある船 舶の 方が近 距 離 に存 在 　 　 　 し

、

水 平 線 上に喫 水 線が存 在 する船 舶は遠 方 　 　 　に存 在 し

、

遠方の船 舶の方が大 きく感じ ら れ 　 　 　るe こ の位 置の 遠近 関係は船 舶の大 きさ か ら 　 　 　 判 断 するの で は な く

、

水 平 線 と喫 水 線の位 置 　 　 　 関 係が明 瞭 に なっ てい るの で距 離 感 を把 握で 　 　 　 きる

。

　

2 ．

対 象 物の 大きさ に よ る 　 　 　至 近に存在 する小型船は網膜に は か な り大 き 　 　 　 く映 る

．

網 膜の 映 像が大 き くて も

、

これは近 　 　 　 距 離に存 在 す る か ら大 き く映るの は 当 然であ 　 　 　 ると判 断 さ れ る

。

この 場 合に

、

遠 方に存 在 す 　 　 　る大型タンカ

ー

が網 膜上で漁船と同じ大 きさ 　 　 　に映っ た と して も

、

大型 タン カ

ー

は遠距離に 　 　 　存在する か ら網 膜に は小 さく映 るの が当 然で 　 　 　 あると 意 識 さ れ

、

漁 船 は 小 さ く

、

大 型 タン カ

ー

　 　 　は大きい と感 じ る

。

視 覚 が 同 じ大き さであ る 　 　 　 場 合に は遠 方にある と 認 め ら れ る船 舶ほ ど大 　 　 　 きい と感じる。

一

方 もし実 際の大 きさ が 同 じ 　 　 　で あ れば

、

遠方の麟 舶ほ ど視 覚が小 さい

。

_し 　 　 　たが っ て 遠 方の船 舶ほ ど小 さく 見 えるこ とに 　 　 　なる

。

しか も遠 方に行 け ば 小 さ く見えるのが 　 　 　当然である との判断が働い て

、

船 舶その もの 　 　 　が小 さい の で はない と 理解さ れる

。

これは「_大 　 　 　き さの恒常性」 と 呼 ば れ

．

る現象であ りこ の こ 　 　 　とか ら 距 離 感 を把 握で き る

。

　

3 ．

色の 明 るさ お よび濃 淡に よる 　 　 　大気の影響を受 け

、

遠方の物体ほ ど実 際の色 　 　 　とは 異 な り

、

遠くにな るほ ど色が淡 くなっ て 　 　 　い _く

。

こ の こ と か ら 距 離 感 を把 握で き る

。

　 4

．

海 面 状 況 （テ クス チャ

ー

）による 　 　 　波の きめの細 かい_部分 を奥の方に、 きめ の粗 　 　 　い 部分 を近 くに感 じるこ と か ら距離感 を 把 握 　 　 　で きる

。

特に

、

シ ミュ レ

ー

タの ス ク リ

ー

ン 上 　 　 　に表 示 さ れる海 面の テ クス チャ

ー

によ り

、

距 　 　 　 離に関 する情 報 を与 えるこ とが 考 え られる

。

　これ らの こ とか ら 距離感 を把 握で きる が

、

正確な 距離が分か る わけで は ない

。

両眼視の場 合は練習に よっ て 距離の 目 測 が か な り 正確 に な るこ と が 多い が

、

単 眼 視の場 合 は比較 す る ものが無い _{場 合 に は 正} 確 な 目測 は 不 可能で あ る と さ れて い る

。

しか し

、

海 上の操 船者は

L

述の ように様々 な 比 較対 象 物によっ て比 較 的正確に距 離 を何海里 と把 握 してい る もの と 考え ら れ る

。

3 ． 実験

概 要 　

3．

1　実 験装置 お よび設定状況 　 海上実験は本 学 練習船「_深江丸 」で実施し

、

シ ミュ レ

ー

タ実験 は模 擬 船 橋とビ ジュ アル シス テム を備 え た神 戸 商 船 大 学の レ

ー

ダ

ー

航 法 実 験 研究 装置 を 用い て実 施 した

。

レ

ー

ダ

ー

航 法 実 験 研 究装置の概要と設 定 状 況 を表

1 、 2

に示す

。

表

1

　 実験装置の概 要 製 造 者

Kongsberg

　

Norcolltro1

水 平 視 野 角

210

_［

deg1

ス ク リ

ー

ン距離

7

_［

ml 投 影 方 法 プロ ジェ ク タ

ー

方 式 分解 能 _（水 平 x 垂 直_）

1．

8

’ × 1

．

8

’ 表

2

　実 験の 設 定 条件 実 験 海 域　　　外洋（水 平 線のみ視認でき る 海域 ） 視 界 良好 （_{40 睥}里

1

に設定 ） 波 高

o

_［m1 天 気 晴れ 海 面 波テクスチャ 有 り 船 首 部 映 像 非 表 示 自船 船速

0

_［k・ユQt_】 　

3．

2

　 実 験 方 法 　 3

，

2

．

1 海上実験 　海 上実験は本 学 練習船 「_深江丸 」 の平 成

12

年

3

月

7

円 か ら／

0

日まで の春季 研 究 航 海に おい て

、

大 阪 湾 及 び 瀬 戸 内 海 を航 行 中の練 習 船 船 橋に被 験 者 を 配置 し

、

航 行中また は停 泊

、

停 留巾の_{対 象}船 舶 を 昼間

、

水 平 線が視認 で き る環 境で 目視 観測 し

、

被験者の 距 離 感 を計 測した。 距離 感に 対 して心理 的 な 影 響 を 排 除する ため に

、

被験者は船舶の運 航に携 わっ てい る が当 直 中で ない _{者 を対象とし}た_。 また

、

実験開 始 前 に被 験 者に今までの経 験と直接視覚か ら得ら れ た情 報だけか ら船 舶に対する 距離を感 覚的に答 えて欲 し い _{旨を説明 し}

、

_直前に被 験 者 に 対 して実 験に用い _る 他の船 舶ま での 距 騅 を含 む 如 何 な る情報 を も教示お よび学 習させ てはい ない 。 被験者に対 象船舶の事 前 情 報を 与 え ない よう、 実 験 者は対 象 船 舶 をラン ダム に選 択 し実験 直前に方 位を指示する

。

そこ で

、

被験 者は指示 さ れた方 位 に 存 在 す る船 舶 を視 覚によ り知 覚し

、

その後 船 舶 まで の距 離 を調 査 シ

ー

トに各 自筆 記 した

。

なお

、

方 位 測 定に レ ピ

ー

タ コ ン パ _ス

、

_遠方 確 認の た め に双 眼 鏡の使用 は許可 し た。 ま た

、

対 象 船 舶 までの 真の 距離は

ARPA

か ら得られ た情 報を

50 日本 航 海 学会論文集

13

年

3

月 用い _た

。

　32

．

2　シ ミュ レ

ー

タ 実 験 　シ ミュ レ

ー

タ に よる実 験は 距離情 報の 教示 を行わ ない実験 と

、

あら か じ め 距離情 報の教示 を行 う

2

種 類の_{実 験}とした

。

距離 情 報の_教示 を行わない _{実 験}は

、

水 平 線だけが視認で きる海 域に 自船 を 設 置 し

、

距 離

0

．

2

海 里 か ら

4 ．

0

海 里の 間に

0 ．

2

海 里 間 隔でそ れ ぞ れ 相 対 方 位

、

ア ス ペ ク ト

、

船 種が異 なる対 象 船 舶 を

1

隻のみ距離

、

相対 方位

、

アス ペ ク ト

、

船種 をラン ダ ム に変えて表示する

。

被験者は視 覚に よ り対象船 舶 を 知 覚 した後にその船 まで の 距 離 を口頭で答 え

、

そ れ を 実 験 補 助 者が筆 記 した

。

実 験 に お け る 眼 高 は 本 学 練 習船 「_{深 江 丸} 」 と航 海 訓 練 所 練 習 汽 船 を対 象 と して

6．

5m

お よび15

．

Om

の

2

種類とした。 また

、

被験 者に はあ らか じめ 距離感の_計測に影 響 を与 える と考 え られ る情 報は与えてい ない

。

一

_回の 実 験で は

、一

人の被 験者に 対 し

20

隻の船 舶 と した

。

　 次 に あ らか じめ 距 離 情 報の 教 示 を行 っ た 実 験で は

、

ほ ぼ 正船 首

5．

0

海里 から 自船の右 舷

0 ．

2

海里 を 反 航 通 過 する全 長約

200m

の 自動 車 専用船 を接 近さ せ

、

被験者が 距離 情 報 を必要とする時に

ARPA

によ ｝ ） 距 離 情 報 を 与 えた

。

その 後

、

距 離の教 示 を行わない 実 験 と全 く同 実 験 を行 っ た

。

4

．結果

と

考 察

　こ こ で は実 験か ら得ら れた結 果と考 察を述べ _る

_。

全ての実 験 結 果に おい て

、

被 験 者が対 象 船 舶に 対 し て知 覚

、

認 知 後に解 答 した距 離 を「 認 知 距 離」

、

各 実 験で

ARPA

か ら得 ら れた距 離情 報を 「 物 理 距 離」 と し

、

計 測上の _{誤差を無視し真}の 距離に限 りな く近い 値を 示 してい る と見 なす。 また認 知 距 離の 誤差の程 度を表 す指標 と して

、

_各認 知 距離か ら物理 距離を 引 い _{た値 （認 知 距 離 誤 差）を そ れ ぞ れ}の物 理 距 離で割 るこ とで距 離に対 す る正 規 化 を行っ た結 果 を 「距 離 誤差率」 と呼ぶ

。

　

4，

1

海上 実験 結果 　深江丸 船 橋に おけ る海 上 実 験の結 果 を表 3に

、

ま た

一

例 と して航 海士経 験の ある被 験 者

B

と未 経 験の 被 験 者

D 、 2

名の各 物 理 距離に お ける認 知距離の結 果を 図

1

に 示 す

。

表

3

か ら被験者毎に見 る と 航 海 士 経験の有 無で距離誤差 率の正負が分かれてお り

、

経 験者は物理距離 （真 値）よ

O

も距 離 を近 めに判 断 し

、

未 経 験 者 は 遠 めに判 断する傾 向が_見ら れるもの の

、

海 上での 認 知 距 離は各 被 験 者 ともかな ワ正確である と言 える

。

6

，

0 　 5

，

0

繍

1

，

．

　4

，

0 趨 3

・

0 毆 景 2

，

0 隴 　 1

．

00

，

0 囗 B × D × x　 　 　 ×

1皿

口　　　　囗X 　 　 　匚XX 口 　 　 　X X 　 　 　 円 く口 ×X ×

　　　　　　　．

0．

0

　　 1

．

O2

．

0

　　　　

3．

0

　　　　4

．

0

　　　　

5．

0　　　　

6，

0 物理距 離 〔海里〕 図

1

　 海 上 実 験 結 果の

一

例 　 4

．

2　シ ミュ レ

ー

タ実験 結 果 　

4，

2 ．

1

教示 を行わ ない_{実 験} 　 教示 を行わない シ ミュ レ

ー

タ 実 験 は眼 高

6．

5m

と 15

．

Om

で行っ た が

、

その 実 験にお ける被 験 者の 乗 船 経 験

、

距 離 誤 差率平 均 お よび標準 偏差 を表

4

に示す

。

被 験 者は全 部で

5

名

、

その 内

3

名は 航 海 士 経 験者で

、

残 り

2

名は乗 組 員である。 　眼高

6．

5m

に おける実 験 は通常乗 船 して い る船 舶 と同 じ 眼 高に設 定 して い るこ とか ら

、

海 上での 経 験 お よび記 憶に基づ いた結 果である。 表

4

か ら航 海 士 の 経験 年数が長い 被 験者ほ ど

、

正確な 距離 感を示 し てい るこ と が わ か る。 航 海士経 験者は

、

今 までの乗 船経 験お よびその 記憶 に 基づい て 止 確 な 距 離 感 を有 して い _る

。

_その理 由の

一

つ に は 自分の 眼高に お ける 水 平 線 と対 象 船 舶の喫 水 線 間の俯角による距離の認 知 が か な り正 確 に働 い てい る た め と考 え ら れ る（15）

_。

_また

_、

_{航海士経 験の ない 被験者は 距 離 を遠 く} に判 断する傾 向 を示 して い る

。

さ らに

、

距 離 誤 差率 と物 理 距離の関係を被験者毎に図

2

に示 す

。

こ の結 果か ら

、

航 海 士 経 験のある被験者

F 、

G

、　

C

は

、

物理 距 離

0 ，

4

海 里か ら

4 ．

0

海 里 まで の 間の 距離誤差率の平 均が

一

〇

．

5

か ら ＋

0 ．

5

の _範囲に 分 布 してい るの に対 し

、

航 海士経 験の ない被験者

D 、E

は 物 理 距 離が小 さ くな るに従い _{大 き な 距 離 誤 差率を 示 して}い る

。

図

3

は被 験 者 全 員の距 離 誤 差率平均と標準 偏 差 を示 し た もの である が

、

同 図か ら物理 距離

2．

0

海里以 上で距離 誤_{差 率}が ほ ぼ

一

〇

．

5

か ら ＋

0．

5の範 囲 内で あり ほぼ 正 確な 距離 感で あ るこ と を 示 し てい _{る が}

、

2

．

0

_{海 里 以 下} にな る と 距 離 誤 差 率 の平 均 お よ び 標 準 偏 差 と もに大 き くなっ て い る_。 そこ で_、 眼高

6．

5m

程度の船舶に お い て

2 ．

0

海 里 付 近に他の船舶に関 する情 報収集に お ける境界 が存 在 する よ うに も考えら れ る

。

　 眼 高

15．

Om

におけ るシ ミュ レ

ー

タ 実 験では 眼 高

6．

5m

の シ ミュ レ

ー

タ実 験 と同 じ被 験 者であ る た め

、

眼

104

号 海上 とシ ミュ レ

ー

タに お け る距 離感お よびその教示効 果に つ い て 51 2

．

01

、

5 甜　1

・

0 腦　05

蠱

cu_O

．

₀

一

〇

，

5

一

1

．

0 　 0

．

0 1

．

0　　　 　　　 　2

．

0　　　 　　　 　3

．

0 　 物 理 距 離 （海 里 〕 4

．

O

靄

ム　　 XDI

．

［壟 」 図

2

　 シ ミュ レ

ー

タ実験 〔眼高

6 ，

5m

〕に おける 　 　 　距離誤差 率 （被 験 者ご と） 2

．

O150 　 　 　 5 　 　 　 0 恥 　 　 0 　 　

　

α 褂 柵 誰 灘 毆

一

〇

．

5

一

1

_．

0

丹

「

圃

」

＿■

L1 亠 II III 　　■

．

『．

■： 1

．

1 ■ II 　 　 旨 … 〒 1 亠

lll

昌

1 甼　 　 1

　

IIILI 　

II1 　

　 　 ■

　

　

　

．

　

　

　

　

　

　

　

　

1 　 　

1

白

1II

亠

〒

1

一

一

0

．

2　　06　　1

．

0　　1

．

4　　1

．

8　　2

．

2　　2

．

6　　3

．

0　　3

．

4　　3

．

8 　 　 　 　物 理 距 離 〔海里 〕 図

3

　シ ミュ レ

ー

タ実 験 〔眼高

6 ．

5m

〕に おける 　 　 　距離 誤差 率 （平均

、

標 準偏差 ） 高

15．

 m に対 する認 知 距 離 を 経 験 的に記 憶 して い る と は考え られない_。 表

4

から 眼高

6．

5m

の結 果と比較 して

、

航 海 士 経 験者の 距離 誤差率の標準 偏 差はあま り変 化が ない が平 均は幾 分 大 き くな り

、

距 離感が _多 少 不 正 確になっ て い るこ とがわか る

。一

方

、

未 経 験 者は 距離 誤 差率の標準偏 差はあ ま り変 化がない が平 均は逆に小さく なっ て お り

、

眼高

6．

5m

の結 果に比べ 正確な距離感 を示 してい る

。

　表 3

、 4

（眼高

6 ．

5m 参照）か ら海上 とシ ミュ レ

ー

タ実 験の 結 果 を 比 較 す る と

、

航 海 十 経 験 者 は 海 上 お よびシ ミュ レ

ー

タにお け る 距 離 判 断に平 均

、

標 準 偏 差ともに大き な違い は見 受け られないが

、

未 経験者 は海上実験の 結呆に 比べ て シ ミュ レ

ー

タ実 験 の結果 は距 離 誤差率の 平 均 お よび標 準 偏差と もに大 き な 数 値 を 示 してお り

、

経 験 者 と未 経 験 者 を 同 様に シ ミュ レ

ー

タ を 用い て訓 練するこ と に は 自ずと違い が出る 可能性 を 示 して い る。 また

、

経 験者お よび未 経 験者 ともに通 常 経 験 してい る海 上で は か な り正確な距離 感を 示 して い _るが

、

シミュ レ

ー

_{タ で は 若 干で は あ る} が距 離 を 遠 めに 判 断 す る傾 向が見 られ る

。

　4

．

2

．

2 教 示による学 習 効 果 　表

4 、5

に

、

眼高

6 ．

51n

および

15．

Om

に おけ る 距離 の _教示後の シ ミュ レ

ー

タ実験の 結果 を示す

。

眼高

6 ．

5m

の 結 果 か ら 航 海 士 経 験の長い _銘 の被 験 者 は教示 前と教 示後の _結果に大 き な変化 は 見 ら れ ない が

、

航 海士経 験の ない 2 名の 被 験者は教 示 前に比べ

、

_{距 離} 誤 差率平 均お よび標準偏 差が 共に小 さくな り

、

よ

D

正確な 距 離 感に近づ い た こ とを示 してい る

。

この こ と か ら 認 知 距離に対す る教示の効 果は航 海士 経 験の 少 ない

、

_または 距 離 を正確 に判 断で き ない 被 訓 練 者 に 対 し て 大 き な 効 果 が あ る とい え る

。

　また

、

表

5

に示 した眼高 15

．

Om

に おける教示後の 実験 結 果か ら

、

全ての_被験者で 距離感に対 す る情 報 が ない教示前に比べ

_、

_教示後に は距離誤差率 平 均お よび標 準 偏 差 共に小 さ くな り

、

教 示 前に比べ _{よ り正} 確 な 距 離 を示 してい るこ とが わか る

。

　

4 ．

2．

3 眼高の違い に よ る認 知距離 　こ こ で は

、

教示前の 眼高

6 ．

5m

に おける 実 験結果 と 眼高 15

．

Om

の結 果を比較 し

、

眼高が 異 なる こ と で距 離 感に どの ような 影 響 を 与 えて い るか を考 察 する。 各眼 高にお ける実 験 結 果 を 比 較 す る と

、一一

部 の_被験 者 を 除 き 眼高

6 ．

5m

に おける 距離誤 差 率 平均 よ り も 眼高

15 ．

Om

に おける距離誤差率 平 均は小 さ な 値 を 示 してい る

。

被験者の位置から 同 じ距離に あ る 対 象 船 舶で あっ て も被 験 者の 眼 高が 高く なるこ と で

、

水 平 線 と対 象 船 舶の 喫 水線のなす俯角だけが大き くなっ てい る

。

しかし

、

各 被 験 者が経 験お よび記憶 して い る水 平 線と喫水 線 間の俯角と対象 船舶ま での 距 離 と 表

3

　 眼 高

6 ．

5m 海 上 実 験 結 果 被 験 者 デ

ー

タ 数 航 海士経 験 乗 船 経 験 距 離 誤 差 率 平均

値

標

準

偏 差

A

11

40

_［

_倒

40

_［

年

_］

一

〇

．

15

0

．

27

B

22

8

_［

年

_］

8

_［

_倒

一

〇

．

05

0

．

34

C

37

4

［

月

_］

27

_團

一

〇

．

05

0．

33

D

26

一

₁₉

［

年

_］

0，

18

0．

30

E

19

■

4

［

則

0．

07

035

52

日本 航 海 学 会 論 文 集

13

年

3

月 表

4

　 眼高

6 ．

5m

シ ミュ レ

ー

タ実験 結果 被 験 者 デ

ー

タ数 航 海 士 経 験 乗 船 経 験 教 示 前の距 離 誤 差 率 教 示 後の 距 離 誤 差 率 平 均 値 標

準

偏 差 平 均

値

標 準 偏

差

F

20

15

_［

年

_］

15

_［

年

1

一

〔

L23

0

．

37

一

〇

．

03

0

．

32

G

20

_6［

_倒

_6［

年

_］

一

〇

．

02

0

．

30

一

〇

．

03

0

．

24

C

20

_4囲

_27［

_倒

0，

15

0．

44

0．

37

0．

52

D

20

旧

₁₉

_［

_倒

₀

_．

₅₈

₀

_．

₇₅

₀

_．

₄₂

₀

_．

₅₃

E

20

謄

₄

_［

_則

₁

_．

₂₀

₁

_，

₄₉

₀

_．

₆₉

₀

_、

₉₆

表

5

　 眼高 15

．

Om

シ ミュ レ

ー

タ実験 結 果 被 験 者 デ

ー

タ 数 航 海 士 経 験 乗 船 経 験 教 示 前の距 離 誤 差 率 教 示 後の 距

離

誤 差

率

平

均 値

標準

偏 差 平

均値

標準

偏

差

F

20

15

_［

年

_］

15

_［

年

1

一

〇

．

46

0

，

28

一

〇

．

16

0．

23

G

20

6

_［

年

_］

6

_［

年

_］

0．

64

0 ．

38

一

〇

，

21

0

．

26

C

20

4

_［

_周

27

_［

_倒

0

ユ

7

0

．

61

0

．

12

0

．

53

D

20

■

₁₉

_［

_年

_］

_α

₁₇

_0．

₄₇

一

_〇

_，

₁₁

₀

_．

₂₇

E

20

暫

₄

_［

_周

₁

_，

₁₀

₀

_．

₉₄

₀

_．

₄₀

₀

_．

₅₂

の _関係は眼高が

6 ．

5m

の ま まであるこ と か ら

、

俯角だ け を 大 き くするこ とで被験 者 は物理距離よ り も対 象 船 舶 までの 距 離 を近 く判 断 してい る と考 え ら れ る

。

こ の こ と は

、

単眼 性の 距離判断の 手 掛か りとして水 平線と対象船舶の 喫 水線の なす俯角が 大 き な役 割 を 果たして い る 可能性が高い と考 え ら れ る

。

　そこ で通 常 眼 高15

．

Om の船舶の航 海士 を被験者と し

、

シ ミュ レ

ー

タで設 定 した 眼 高6

．

5m の船 舶の船 橋 か ら対象船舶の視 覚に よる距離感 を 求め る実験 結 果 を 図

4

に 示 す

。

その結果

、1．

0

海里 以下で は物理 距離 に近い _{距 離 感 を示 す}が

、

物 理 距離が大 き くなる につ れ 距 離 を 遠 め に 判 断する傾 向 がある

。

こ の傾 向を定 量 的に 示 すた め に以 下の _式を用い て

、

認 知距離 を 異 な る眼高に おける距 離に変換

、

こ の距 離 を 「 変 換 距 離」と定義 する

。

これ は

、

本 来

15．

Om

の 眼高の船 舶に 乗 船 してい _{る 操 船者}が そ れ と 異 なる眼高

6．

5m

の_船 舶に乗 船 し た 当 初に

、

これ らの 眼 高の違い が どの程 度対 象 船 舶 までの 認 知 距 離に影響を 及ぼすか を 示 す 簡略式で ある。 　 　 　 　

H

D ＝

　 　

1852．

0

×

tan

θ ・

一

呵

乃×

鴇

52・

 

）

〔1） （2＞ こ こで

、D

は 変 換 距 離 ［海里］

、

θは俯角 ［

deg

］

、

　

H

は眼 高 （

＝6．5

［m

_］

_）

、h

は眼 高 （

＝

15

．

0 ［

m _］）

、

　

d

_は 認知距離 ［海里］

、

とする。 　図

4

の 中に

、

上 式を用い て 眼高の違い による 認知 距 離に変 換 を行 っ た結 果 を

“

口

”

で示 す

。

その_結果

、

8

．

0

7．

0

6．

0

　

酬

5・

0

塞

齷

4・

0

毆 景 唖

3．

OI

川 ■

2

．

0

1、

o

O．

0

◆ 　

15．

Om

認知距 離 ロ

6．

5m

_変

_換

距離 ◆

一一

◆ ト ◆ ◆

．

口 口 ◆　　　　　ロ 　 　 　 　 ロ　 ロ 　 ◆ ◆ ◆」_弓 口 口 ○ 　 口 口

0．

0

1．

0

　　　　　　

2．

0

　　　　　　

3．

0

　

物理 距離 〔

海

里 〕 図

4

　眼高の違い に よる認 知距離 　 　 　 （眼高数 値 情 報な し） 4

、

0

104

号 海 上 とシ ミュ レ

ー

タに お け る距離 感 お よ び その教 示 効 果 につ い て

53

物 理 距 離 と認 知 距 離 との 誤 差が非 常に小 さ く な り

、

変換距離 は物理距 離に近い 結 果 を示 してい る

。

こ の こ とから

、

航 海士経験者は眼高に応 じ た水 平線と対 象 船 舶の 喫水 線 まで の俯角 と

、

その_{船 舶 ま}で の距離 の 関 係 を比較 的正確に経 験

、

記 憶 して い る た め

、

眼 高が異なっ てい る に もか かわ ら ず

、

以前の 経 験 と記 憶によっ て得 られた認 知 距 離から 正 確では ない結 果 を示 した と考 えられる。 　さ らに

、

被験者に眼高の_{数 値 情 報}を与える こ と で 認 知 距離が どの 程度 変 化 する か を調べ る た め に

、

眼 高

15．

Om

の船 舶に通 常 乗 船 してい る航 海士 に 「_{眼 高}

6．

5m

である

。

」と 言 う情 報 を 与 え た 後に

、

視 覚によ る 認 知 距離に対 する実 験 を行っ た （た だ し

、

こ の被 験 者は 図

4

の_{被 験 者}と は異なる．）。 この結 果 を図

5

に 示 す

。

眼高の 数 値 晴報 を与えるこ とで

、

被験者は水 平 線 までの視 認 距 離が約 5海里で あ るこ とを 意 識 す る。 そ こ で

、

図

5

か ら水 平 線 と喫 水 線 までの 俯 角が 大きい

2 ，

0

海里以 下で は

、

経 験 と記 憶か ら得 られ る認 知 距 離が強い た め か変 換距離は ほ ぼ 正確な値を示 し てい る

。

しか し なが ら

、

船 舶の 喫水 線と水 平 線が接 近する遠 距 離で は最 大で約

6

海里 の 認 知 距 離 を 示 し て お り

、

水 平 線 までの距 離 を 意 識 す るこ とによ る 飽 和 現象が見受 け ら れる

。一

方 眼高 情 報を 与 え なかっ た被 験者の_{場 合}

、

_{最 大 約}

8

海里までの認知距離を示 し てい るこ とか ら

、

眼高の数値情 報によっ て被験者 は水 平 線 までの視 認 距離を意識 し認 知 距 離に飽和 現 象 を生 じ させ た もの と考 え られる

。

6

．

o

5，

0

厨

4

・

o

灣

灘 3

・

0 鬨 最 飃 2

．

0 1

．

0

0．

0

両 6

薦

知醗 E 」ロ

6，

5m

変 換 距 離 ◆ ◆ ○

℃

_◆ ■ ○ 　 ◆ ◆_口 口 口 口 ロ ロ 　 　 　 口 ■ 　 ◆ 　 　 　 口 　 　 口 　 囗 ◆

　　　　

1 1

．

0．

0

図 5

1．

0

　　　　　

2．

0

　　　　　

3．

0

　

物理 距 離 〔海里 〕 眼 高の違い に よる認 知 趾 離 （眼 高 数 値 情 報 有 り〉

4、

0

5 ．

ま と め 本研究から得られ た結 果 をま と め る と以下 の こ と が言 える

。

1　 眼高が変化 し ない _{場 合}

、

_{航 海}士経験者 は

、

シ 　 　ミュ レ

ー

タ に おい ても 海 上 と 同等の 距 離 感 を 　 有 してお り

、

比 較 的ス ム

ー

ズ に シ ミュ レ

ー

タ 　 実 習に移 行 するこ と が出 来る。

2 ．

眼高が変化した直 後の 認知距離は不正 確に な 　 　りやす く

、

眼高の 数 値 情 報があっ て も経験

、

　 記 憶 してい _{る 距 離 感}の 影 響 を 大 き く受 ける

。

　 　 ま た

、

距 離 感 に は 水 平 線 と他 船の喫 水 線 とが 　 　なす俯角が大 き く影 響 し てい る

。

3 ．

シ ミュ レ

ー

タ に おける距 離 感 を正確 な もの に 　 する た め に は

、

距離に対 する教示 が有効 で あ 　 　 る

。

4 ．

職 種 （航 海士

、

乗 組 員

、

学 生）による立場や 　 責任 感の違い が認 知 過程 で 距離 感に影響を 及 　 ぼすと考えら れ る。 こ の こ と か ら

、

経 験の少 　 　ない 被_験者の 距離 感は眼 高

6．

5m

の時

2 ．

0

海里 　 以 下の船舶を 実 際 よ り も遠 く認 知 す る 傾 向が 　 　 ある

。

5 ．

航 海 士 経 験 者の 距 離 感は

、

眼高

6．

5m

の 時

2 ．

0

　 海里以 下にある船 舶 を実 際の 距離よ り も近 く 　 　認 知 す る傾向がある。 　こ れ らの こ とか ら学生の よ うに

、

経 験の 少 ない 訓 練 生 を対 象とした シ ミュ レ

ー

タ 訓練で は

、

事 前に 正 確 な距離や 必 要 な情 報を教示する必 要があ り

、

近距 離にある船舶を遠 く に判 断する可能性があるこ とを 理 解 した上で

、

訓 練 を実施 する 必 要があ る

。

　 こ れは海

E

で もい えるこ とであ り

、

経 験が浅い ま た は眼高が変 化 した場合 など は、 レ

ー

ダ を使用 し

、

早 期に 正確な 距離や 必要な情報 を教示

、

入手 するこ と が

、

安全 に船 舶 を 運 航する た めに 必要で ある

。

謝 　 　 辞

　今回の 研 究 を行 うに当た り

、

本 学 練 習 船 深 江丸 乗 組員、 航 海計器学研究室 清 水 谷龍大 学 院生、 米 川和 秀学生

、

小 林 真 学生

、

横 山聡学生

、

海 技大 学 校 南 屋 太 郎 氏に御 協 力 を頂い た事に

、

深 く感 謝 する と

．

とも に

、

謝 意 を 表 す る

。

　 　 　 参 　 考 　 文 　 献 （1） 新 井 康夫他

4

名 ：海 技の_体系化に基づ _く操船シ 　 　ミュ レ

ー

タ訓 練 シス テム の 開 発

，

日本 航 海 学 会， 　 　第

102

号

，

pp

．

279〜289，

平 成12年

3

月

．

  　小 林 弘明他

3

名 ：海 技の 習 熟 特 性に基づ く必 要

54

日本 航海学会論文 集 13年

3

月

　　

訓 練時間の研 究

，

日本 航 海 学 会

，

第102号

，

pp

．

　 　

291〜300

， 平 成

12

年

3

月

．

（3） 中村 紳 也 他

3

名 ：操 船 シ ミュ レ

ー

タの 開 発 と安 　 　全評価研究 （訓練）へ の 適用 に関する 考察

，

日本

　　

航 海 学 会

，

第

86

号

，

pp

．

261− 269，

平 成

4

年

3

月

．

（4＞ 長 畑 司 ：避 航の判 断 と操船 者の 特 性

，

日本 航 海 　 　学 会 論 文集，第48 号，pp

，

77〜85

，昭 和47年12月

．

（5＞ 長 畑司 ：避 行の判 断 と操 船 者の 特 性

一III

， 日本

　　

航 海学会 論文集

，

第

63

号

，pp ．

19〜28，

昭和

55

年 　 　

8

月

．

（

6

＞ 遠 藤 真

・

山崎 祐 介 ：_{避 航}操船にお け る操船 者の 　 　取 得 する視 覚 情 報につ い て_， 日本 航 海 学 会 論 文 　 　 集， 第

86

号， pp

．

29〜37

， 平 成

4

年

3

月

，

（7＞ 黒 川 久幸

・

鶴田三郎 ：_見張 りプロ セス の モ デル

　　

化

，

日本 航 海 学会 論文集

，

第

86

号

，pp ．

39〜48，

　 　 平 成

4

年

3

月

．

（8） 小 林弘 明

・

内野 明 子 ：操船 情 報と 人間特性

，

日 　 　本 航 海 学 会 論 文集， 第

91

号， pp

．

255〜261

， 平 成 　 　

6

年

9

月

．

（9） 黒 川肇

・

今 津隼 馬 ：_他船視覚 情報の収集自 動化 　 　に関 する 研 究

，

日本 航 海 学 会 論文集

，

第

82

号

，

　 　 pp

．

85〜9

ユ

，

平 成

2

年

3

月

．

（10） 樋 渡 涓二 ：視 聴 覚 情 報 概 論， 朝 倉 出 版， pp

，

　 　

3〜14

， 昭 和

62

年

7

月

．

（

11

） 葉原耕平他 ：視聴覚 情 報科 学

，

オ

ー

ム 社

，pp ．

　 　

1〜3，

pp

．

116〜123，

平 成

6

年

9

月

．

  箱田裕司 ：認 知 科 学の フロ ン テ4 ア　

，

サ イエ 　 　ン ス社， pp　

21 〜

25， 平 成 4 年

5

月

．

  　淀 川 英司他 ：視 聴 覚の 認 知 科 学， 社団法 人 電 子 　 　 情 報 通 信 学会

，

pp

．

25，

平 成

10

年

3

月

．

  　原田政美 ：_目の はた ら き と学 習障害 児 教 育 と学

　　

校保健の 基礎知 識

，

慶 應 通 信

，

pp

．

160

〜

178， 平 　 　 成 元 年

1

月

．

  　林 祐 司 ：他 船実画像からの 航 行情 報抽出方 法に

　　

つ い ての研 究

，

航海

，

第

107

号

，pp ．

80〜88，

平 　 　 成

3

年

3

月

．

　　　　　　　

質

　

疑

　応　答

嶋田博行（神 戸 商 船大学）： 　（1） 距離判 断を行 うに は

、

距離以外の _要因を どの 　ように統制されてい るの でしょ うかe 　  　また直接距離をシ

ー

トに書かれてい ますが

、

　 判 断の 基準に刺 激の 系 列が 影 響 するの で

、

その あ 　た り は どの ように考慮さ れてい る の で しょ うか。 　  　さ らに誤 差につ い て は

、

距 離 とリニ _{ア に}増加 　 するの で しょ うか、例え ば短い 距離では 過 大 評 価

、

　長い _距離で は過 小 評 価され るの で しょ うか

。

馬谷正樹 ： 　  　海 上 実 験に おい て は

、

海 域の 状 況から 陸岸や 　実験対 象以外の 船 舶 などの 比較 対 象 物が存 在 する 　場合 もあり ますが

、

シ ミュ レ

ー

タ実験 で は視野 内 　に対 象 船舶は

1

隻の み で

、

船首 部 映像も非表 示 と し 　て比較 対象物の 統制は 行っ て お り ま す

。

　  　影 響が ない よう実 験 開 始 前

、

被 験 者に対して 　経 験 と視覚 情 報か ら得た感覚的 な 距 離 を記入する 　こ と を説明 し てい ます

。

また同

一

の 対象船 舶を 同 　 時に複数の_被験者が観 測 した ため

、

各被 験 者が直 　接シ

ー

トに記入 す る 方 法 を と り ま した

。

　（3） 誤 差につ い て は結果にもあ り ますように、 航 　海 士 未 経 験 者は短い 距離で過大評価

、

航 海 士 経 験 　 者は短い 距離で過 小 評 価し

、

経験の 差で大きく結 　 果が異 なっ てお り ま す

。