人間-自律システムインタラクション

概要

自律システム（自動運転車，ドローン，ロボット等）が社会に普及するにつれ，人間と自律システムの共存・協働における知覚，信頼，インタラクションの設計が重要課題となっています． 鄭研究室では，外部ヒューマン-マシンインタフェース（eHMI），半自動運転における引継ぎ要求（TOR），ロボットとの協働コミュニケーションなどを研究し，自律システムをより安全・直感的・信頼できるものにするための知見を積み重ねています．

eHMI：自律走行体と歩行者のコミュニケーション

自動運転車やドローンの意図を歩行者・他の道路利用者に伝えるeHMI（External Human-Machine Interface）の設計・評価を行っています．

  • eHMI 表示位置と車両タイプの最適化 VR 研究（Zheng et al., CHI 2024） VR環境を構築し，eHMI の表示位置（フロント・サイド・ルーフ）および車両タイプの違いが歩行者の意思決定に与える影響を系統的に評価しました．

  • 歩行者認知への影響（Zheng et al., IEEE ACCESS 2025） 実環境実験により，eHMI が歩行者の自動運転車に対する認知・信頼・行動選択に与える影響を定量的に分析しました．

  • 注意誘導型 eHMI 設計（Li et al., CHI 2026） 歩行者の注意を適切に誘導する eHMI のデザイン原則を，視線追跡データを用いて導出しました．

  • ドローンベース POV ディスプレイ（Morita et al., VR 2026） ドローンに搭載した一人称視点（POV）ディスプレイを活用した新しい eHMI 形式を提案し，その有効性をVR実験で検証しました．

半自動運転における引継ぎ要求（TOR）

半自動運転（SAE Lv3）では，システムが運転者に制御の引継ぎを要求する TOR（Take-Over Request）への迅速な対応が安全上不可欠です．我々は効果的な TOR 提示方法を研究しています．

  • 視覚・聴覚統合 TOR（Chen et al., HRI 2023） 視覚・聴覚を組み合わせた多感覚 TOR 提示が，引継ぎ時間と運転者の反応品質に与える影響を検証しました．

  • 振動触覚 TOR の効果検証（Ubukata et al., ICCE-Asia 2023） シートやステアリングの振動触覚フィードバックを TOR に活用し，運転者の状況認識を向上させる手法を提案・評価しました．

ロボットとの協働コミュニケーション

人間とロボットが同じ空間で協働するシナリオにおいて，ロボットの意図伝達とタスク分担の最適化を研究しています．

  • 局所ステップ vs グローバル計画伝達の人間認知（Li et al., IEICE 2025） ロボットが次の1ステップのみを伝えるか，グローバルな計画全体を伝えるかが，人間の状況認識・信頼・協働効率に与える影響を比較実験で明らかにしました．

  • Overcooked Plus テストベッド（Cai et al., ACSOS 2024） 協働料理ゲーム “Overcooked” を拡張したベンチマーク環境 “Overcooked Plus” を開発し，人間-ロボット協働における自己適応アルゴリズムの評価基盤として公開しました．

知覚安全性とユーザ嗜好

  • シールディングを用いた知覚安全性向上（Abe et al., ISDA 2023） センサの知覚不確実性下でも安全性を保証する「シールディング」機構をロボット制御系に統合し，実環境での安全な自律行動を実現します．

  • User-driven adaptation（Zhang et al., CHI 2024） ユーザの不満フィードバックを用いて自律システムがユーザの嗜好・コンテキストに動的に適応する手法を，CHI 2024 にて発表しました．

代表論文

  • Nianzhao Zheng et al. “Impact of eHMI Position and Vehicle Type on Pedestrian Decision-Making: A VR Study.” CHI 2024.
  • Nianzhao Zheng et al. “Effects of eHMI on Pedestrian Perception of Autonomous Vehicles.” IEEE ACCESS, 2025.
  • Jialong Li et al. “Attention-Guided eHMI Design for Pedestrian Safety.” CHI 2026.
  • Shogo Morita et al. “Drone-Based POV Display as eHMI for Autonomous Vehicles.” VR 2026.
  • Qingxin Chen et al. “Multimodal Take-Over Request in Semi-Autonomous Driving.” HRI 2023.
  • Jialong Li et al. “Local vs. Global Plan Communication in Human-Robot Collaboration.” IEICE, 2025.
  • Jinyu Cai et al. “Overcooked Plus: A Benchmark for Human-Robot Collaboration.” ACSOS 2024.
  • Mingyue Zhang et al. “Adaptive Preferences: Pivoting Through User Complaints.” CHI 2024.
  • Ryotaro Abe et al. “Shielding for Perceptual Safety in Autonomous Robot Control.” ISDA 2023.