注意散漫な複合現実における没入感の指標としての反応時間

核心概念

複合現実（MR）環境における注意散漫は、ユーザーの没入感、反応時間、認知負荷に大きな影響を与え、特にタスクと関連性の低い注意散漫は、没入感を阻害し、反応時間を遅延させる可能性がある。

要約

複合現実における注意散漫と没入感の関係性に関する研究論文要約

書誌情報: Chandio, Y., Interrante, V., & Anwar, F. M. (2024). Reaction Time as a Proxy for Presence in Mixed Reality with Distraction. arXiv preprint arXiv:2411.05275v1.

研究目的: 本研究は、複合現実（MR）環境において、異なる種類の注意散漫（タスクと関連性の高いものと低いもの）が、ユーザーの没入感、認知負荷、反応時間にどのような影響を与えるかを調査することを目的とする。

方法: 54人の参加者を対象に、同一の画像分類タスクを3つの異なる条件下で実施した。条件は、注意散漫なし（ND）、タスクと関連性の高い注意散漫（CD）、タスクと関連性の低い注意散漫（ID）の3つである。各条件において、参加者はMRヘッドセットを装着し、仮想空間内に表示される画像を「生物」または「非生物」に分類するタスクを行った。CD条件では、仮想空間内に仮想的なブザーが出現し、参加者は仮想ボタンを押すことでブザーを停止させた。ID条件では、仮想空間内にポップアップが表示されるのと同時に現実世界のブザーが鳴り、参加者は現実世界のボタンを押すことでブザーを停止させた。各条件後、参加者の没入感（PQ、IPQ）、認知負荷（NASA-TLX）、タスク中の反応時間を計測した。

主な結果:

• ID条件では、ND条件と比較して、没入感スコアが有意に低下し、認知負荷スコアが有意に増加した。
• CD条件でも、ND条件と比較して、没入感スコア、認知負荷スコアともに有意な差が見られたが、その影響はID条件よりも小さかった。
• 反応時間は、ND条件で最も速く、CD条件、ID条件の順に遅くなった。
• 認知負荷と没入感の間には有意な負の相関関係が見られ、認知負荷が高くなるほど没入感が低下することが示唆された。
• 没入感と反応時間の間にも有意な負の相関関係が見られ、没入感が高いほど反応時間が速くなることが示唆された。
• 媒介分析の結果、認知負荷と反応時間の関係において、没入感が部分的に媒介していることが示された。

結論: 本研究の結果は、MR環境において、タスクと関連性の低い注意散漫は、ユーザーの没入感を阻害し、認知負荷を増加させ、反応時間を遅延させる可能性があることを示唆している。一方、タスクと関連性の高い注意散漫は、没入感や認知負荷への影響が比較的小さいことが示唆された。

意義: 本研究は、MR環境における注意散漫の影響を理解し、没入感のあるMR体験を設計するための重要な知見を提供するものである。特に、タスクと関連性の低い注意散漫を最小限に抑えることで、ユーザーの没入感とパフォーマンスを向上させることができる可能性が示唆された。

限界と今後の研究: 本研究では、注意散漫の種類として、仮想空間内と現実世界の2種類のみを比較しており、より多様な注意散漫の種類の影響を検討する必要がある。また、本研究は実験室環境で行われたものであり、実際のMR環境における注意散漫の影響をより正確に把握するためには、より現実的な環境での研究が必要である。

統計

ND条件における平均プレゼンススコアは4.65、CD条件では4.34、ID条件では4.19であった。
ND条件における平均認知負荷スコアは1.62、CD条件では2.92、ID条件では4.03であった。
ND条件における平均反応時間は3.90ミリ秒、CD条件では5.50ミリ秒、ID条件では7.88ミリ秒であった。
認知負荷とプレゼンスの間には、相関係数-0.59の有意な負の相関関係が見られた。
プレゼンスと反応時間の間には、相関係数-0.64の有意な負の相関関係が見られた。

引用

抽出されたキーインサイト

Reaction Time as a Proxy for Presence in Mixed Reality with Distraction

by Yasra Chandi... 場所 arxiv.org 11-11-2024

https://arxiv.org/pdf/2411.05275.pdf

深掘り質問

MR環境において、視覚、聴覚、触覚など、異なる感覚モダリティへの注意散漫は、ユーザーの没入感にどのような影響を与えるのだろうか？

MR環境では、視覚、聴覚、触覚といった異なる感覚モダリティへの注意散漫は、ユーザーの没入感に複合的な影響を与えます。本質的に、MR体験は現実世界と仮想世界のシームレスな統合を目指しており、ユーザーの感覚的な没入感がその成功に不可欠です。

視覚的な注意散漫は、ユーザーの視線を仮想環境から現実世界へと引き離し、没入感を大きく損なう可能性があります。例えば、MRヘッドセット使用中に視界周辺で動く物体や、画面上に表示される無関係な通知などは、ユーザーの集中を妨げ、仮想世界への没入感を低下させる可能性があります。

聴覚的な注意散漫も同様に、仮想環境の音響体験と現実世界の音が混在することで、ユーザーの没入感を阻害する可能性があります。例えば、MRゲームプレイ中に外部から聞こえてくる騒音や会話は、ゲーム内の音響効果と干渉し、没入感を低下させる可能性があります。

触覚的な注意散漫は、仮想環境との相互作用中に現実世界の物理的な接触によって発生し、没入感を阻害する可能性があります。例えば、MR空間内で仮想オブジェクトを操作中に、現実世界の物体に触れてしまうと、仮想空間への没入感が途切れてしまう可能性があります。
これらの異なる感覚モダリティへの注意散漫は、ユーザーの認知資源を奪い、仮想環境への集中力を低下させることで、Break in Presence (BIP) を引き起こす可能性があります。BIPは、ユーザーが現実世界へと意識を戻してしまう現象であり、MR体験の没入感を著しく低下させる要因となります。

タスクの難易度やユーザーの経験値によって、注意散漫の影響はどのように変化するのだろうか？

タスクの難易度やユーザーの経験値は、注意散漫の影響に大きく影響を与えます。

タスクの難易度が高い場合、ユーザーは認知資源をより多く必要とするため、注意散漫の影響を受けやすくなります。複雑な操作や高度な情報処理を伴うタスクでは、わずかな注意散漫でもパフォーマンスが低下し、BIPに繋がりやすくなります。

ユーザーの経験値もまた、注意散漫への耐性に影響を与えます。MR環境に慣れていないユーザーは、システムの操作や仮想世界への適応に認知資源を割かれるため、注意散漫の影響を受けやすくなります。一方、経験豊富なユーザーは、システム操作や仮想環境への適応が自動化されているため、注意散漫の影響を受けにくく、高い没入感を維持できます。

注意散漫を逆手に取り、ユーザーの没入感を高めるようなMRシステムを設計することは可能だろうか？例えば、注意散漫を意図的に発生させることで、ユーザーの注意を特定のオブジェクトに向けさせたり、仮想空間への没入感を高めたりすることができるだろうか？

注意散漫を逆手に取り、ユーザーの没入感を高めるMRシステム設計は可能です。重要なのは、注意散漫を制御された形で発生させることです。

注意の誘導: 注意散漫を意図的に発生させることで、ユーザーの視線や意識を特定のオブジェクトやイベントに誘導することができます。例えば、重要な情報を表示する際に、視覚効果や音響効果を伴う注意散漫を用いることで、ユーザーの注意を引きつけ、情報への気付きやすさを向上させることができます。

リアリティの増強: 現実世界の状況変化に合わせて仮想環境に変化を加えることで、よりリアルな体験を提供できます。例えば、現実世界の天候に合わせて仮想環境の風景や音響効果を変化させたり、ユーザーの感情状態に合わせて仮想キャラクターの反応を変化させることで、没入感を高めることができます。

メタファーの活用: 注意散漫を、仮想世界と現実世界を繋ぐメタファーとして利用することも考えられます。例えば、現実世界の風を表現するために、仮想環境内のオブジェクトをわずかに揺らすといった演出は、ユーザーに自然な形で現実世界の要素を感じさせ、没入感を高めることができます。
しかし、注意散漫を用いる際には、ユーザーの認知負荷を高めすぎないよう注意が必要です。過度な注意散漫は、ユーザーの集中を妨げ、逆効果となる可能性があります。重要なのは、ユーザー体験を向上させるために、注意散漫を 適切なタイミング、強度、モダリティで設計することです。