23認知科学概論

不変項とは、特定の操作や変換を行ってもその値や性質が変わらないことである。二つ例を紹介します、一つ目は通貨の価値に基づく取引で100円で買える商品が1つある場合、その取引において「100円」という価値は変わりません。このように、取引条件下で一定と見なされる金額も不変項の一つです。二つ目は点と点だけで人間が動いてると錯覚する動画もその一種です。
揺れる部屋において、地面が動いていないのに人の姿勢が不安定になってしまう理由は、知覚性運動制御が大きく関わっており、地面が動いていなくても視覚的な情報によって姿勢や運動が影響を受けてしまっているからです。壁が手前に来たり奥に行ったりすると人間は地面が動いてると錯覚してしまうのです。

不変更とは何かしらの操作や変換を行ってもその値や性質が変わらないことである。具体例は、家にあるぬいぐるみが昔は大きいと思っていたが、自分が大きくなるにつれてだんだんと小さく見えるようになってきたがそのぬいぐるみの大きさ自体は変わっていないといった事例を指す。
「揺れる部屋」において地面が動いていないのにも関わらず部屋の中にいる人の姿勢が不安定になってしまう理由は、人間の視覚から得る錯覚と似たものが働いていると思った。例を挙げるならば、最近自分が体験した雪の地面を歩いているときに地面が滑ると思い足に力が入りゆっくりとしか歩けなかったが実際は雪が降りかかっているだけで想像していた事態は起きようがないのだが、脳は転ぶと判断して初めから防御姿勢をとっていたため視覚が脳に与える状況は、不思議な不安感を与えてくると思った。

不変更とは一般的に「変更しないこと」や「変わらないこと」を意味する。特定の状況や文脈によっては、物事がそのままの状態を保つことや、何らかの条件や規則が変更されないことを指す場合がある。具体例としては、ある法律や規則が「不変更」とされている場合、その法律や規則は特定の期間や条件下で変更されないことを示す。例えば、特定の税率が数年間不変更であるなどである。また、ある製品の仕様が「不変更」とされている場合、その製品の設計や機能が変更されず、同じ仕様で提供され続けることなどである。
　揺れる部屋については、揺れる環境では、視覚情報が不安定になる。例えば、壁や家具が揺れることで、視覚的な参照点が変わり、身体のバランス感覚が混乱することがある。これにより、姿勢が不安定になるということである。また、身体が不安定な状況に置かれると、筋肉が緊張してバランスを取ろうとするが、揺れが続くとその緊張が持続的になり、逆に疲労を引き起こし、姿勢を保つのが難しくなることもあると調べてわかった。

今回の講義を受けて、目などの感覚器官と脳の機能が正常に働いていたとしても「思い込み」や「錯覚」により認識にズレや相違が生じるということが分かった。
まず不変項とは何かに関して説明したい。不変項とはモノが動いている際に絶対に変わらないものと考えてもらった方がいいだろう。今回の講義の中で見たビデオの白点だけで人間が動いているように見える「錯覚」もなぜ脳が錯覚してしまうかというと点と点の距離、歩いていたり、走ったりしているように見える白点のなかで変わらない二点の距離に我々の脳が勝手に「腕」だと認識してしまうからだと思います。それこそ「不変項」なのだと感じました。
また、「揺れる部屋」では、地面が動いていないにもかかわらず、部屋の中にいる人が不安定になるのは人間の視覚が目に頼り切っており、壁の揺れなどの情報を誤認するためだと言われています。それこそ認知のズレであると言えるでしょう。例として飛行機に乗っている人は外の景色が山などのないひらけた海のみだった際には、飛行機が止まって感じるという。この例は講義中にも出たのですが、わたしも旅行の際に同じような体験をしたので「言われてみれば確かに」と共感せざるを得ませんでした。このように認知科学は人間の五感と深く結び合っており、深く結び合っているからこそ錯覚を起こしやすいのだと感じました。

不変項とは、ある状況や現象の中で変わらない要素のことである。例えば、地球上で物が落ちるときの重力加速度は不変項で、これは物体の質量や高さが変わっても重力加速度自体は変わらないからである。また他にも水の沸点は標準大気圧の下で変わらないため、これも不変項と言える。
揺れる部屋で地面が動いていなくても部屋にいる人の姿勢が不安定になる理由は、視覚と体のバランス感覚のズレによるものだ。部屋が揺れると、視覚的に物が動いているように感じる一方、足元の地面は動かないため体がどこに力をかけるべきか迷う。例えば、エレベーターが急に動き始めたとき、地面は変わらないのに体が揺れるのと似ている。これによって体のバランスを取るのが難しくなり、姿勢が不安定になる。

不変項とは、どんな操作や条件が変わっても、その値や性質が変わらないものです。例えば、物理ではエネルギー保存の法則で「全エネルギー」が一定で、不変項の例です。数学では、二次方程式の判別式の形が変わらず一定なものとして挙げられます。
また揺れる部屋については、電車内での経験が挙げられます。例えば、駅で静止している自分の電車の隣にある別の電車が動き出したとき、自分が動いているように錯覚することがあります。このとき、視覚情報は「動いている」と伝えますが、実際には足元は静止しているため、平衡感覚と矛盾が生じます。その結果、一瞬バランスを崩したり、身体が揺れを感じるような感覚が起きるのです。このような、視覚の誤解が引き起こす混乱が、「揺れる部屋」で人の姿勢が不安定になる現象の原因と言えます。

 不変項とは、変化する視覚情報から明らかになる不変なものである。移動や経過により変化する特定の視覚情報によって変化する視覚情報から明らかになる不変なものをいう。不変項の例として、エネルギー保存の法則があげられる。これは、エネルギーに物理的、科学的に変化があっても全体としてのエネルギーは不変であるという事である。
 揺れる部屋で地面が動いていないのに人間の姿勢が不安定になってしまう理由は、人間は目による視覚情報によってバランス感覚をとっているからである。揺れる部屋では目に映る壁の視覚情報が変わることによりバランス感覚が混乱することで姿勢が不安定になってしまう。自分が経験した例では、バランスボールで長いこと乗ることができたが目を閉じた瞬間にバランスを崩してしまい地に足が着いてしまった。これは、視覚情報によりバランスを保っていたのが目を閉じたことによりバランスを保てなくなってしまっていたのだと今回の講義を通して理由を知ることができた。

不変項は、操作や変換を行った際にその性質や値が変化しない式や値の部分を指します。ある物体を異なる角度から見ても、その物体の形や大きさは変わらないと知覚します。例えば、コップを斜めから見ても、私たちはその形を円として知覚することができます。「揺れる部屋」について、地面が揺れていないのにも関わらず、部屋の中にいる人の姿勢が不安定になる理由として、視覚と身体との感覚のズレによって起こる現象である。例えば、駅のホームで電車がきた際、視覚だけが高速で走っている電車に向くと、視覚と脳が動いていると体に伝える。しかし、実際は、体は動いていないため、視覚と体でズレが生じて、バランス感覚が狂い、体が倒れてしまうということが起きる。

　不変項とは、ある問題やシステム内での動作や状態が変化しても、特定の性質や数量は常に一定であるということです。例えば、交差点で交通信号の赤・青・黄色の順番は、交通規則に従って一定のパターンで変化しますが、信号のサイクル自体は常に一定です。交通信号の順番赤→青→黄というシステムは、変更されない限り毎回同じ順序で繰り返されます。これは不変項と言えると思います。
　揺れる部屋について、物理的な揺れだけではなく、感情や心理的な不安定さを言う。例えば、ベンチに座っていて電車が来たから立ち上がると、つられて線路に落ち死ぬことがある。ほかに、長時間のお風呂でめまいでフラフラし足元が揺れるように感じることも「揺れる部屋」だと思いました。

不変項とは特定の状況や環境などが変化しても一貫して存在する特性や法則を指しており、普段自分たちは周りの景色を目で見て視覚として捉えることでまっすぐに歩いて行けるが、辺りが全て真っ白な世界の場合、どれだけ移動しても周りの景色は変わらず自分自身で環境の変化を知覚できないためまっすぐに歩くことはできなくなる。これが不変項のメカニズムであるとわかった。
揺れる部屋とは、地面が揺れているのとは関係なく本人のバランス感覚が通常から不安定になってしまうことである。例として講義中にした手のひらで棒を落とさないように支えるという行為がわかりやすい。棒の上の方を見ながら手のひらで支えると棒は安定するが、下の方を見るとバランスを崩し棒が落下してしまった。これは視覚情報の変化がもたらした錯覚とも言えるのではないかと思った。

　不変項とは何か具体例を用いて説明する。
　不変項とは、変化の中で現れる持続する性質や一貫したパターンのことを指す言葉で、今回の講義では、バイオロジカル・モーションを用いて説明された。バイオロジカル・モーションとは身体の肩、腰、膝、足首などの関節部分に光点をつけた人が暗闇で運動する画像を撮影したものであり、静止した状態では基本的にただの光点にしか見ないものの、光点を人の動きの特徴を捉えた動かし方で動かすと、暗闇の中に浮かぶ動くだけの光点にも関わらず、人などの生き物であると認識してしまうものである。これは、点と点の距離などが変化の中で一貫したパターンを持っている、即ち不変項であるためと言える。このように、ある変化の中で変わらない関係性や性質などを不変項と呼ぶ。
　揺れる部屋において、地面が動いていないのにも関わらず、部屋の中にいる人が不安定になるという事象について具体例を挙げながら説明する。
　この揺れる部屋というのは、天井と壁が床から離れており、壁を左右に移動させたりすることが可能な部屋のことである。この部屋では、壁を中にいる人から遠さげようとすると、中にいる人が前方へと姿勢を逸らそうとし、逆に壁を接近させようとすると、中の人が後方へと姿勢を逸らそうとするのだ。これらの現象は光学的流動が生じることによって起きる現象である。光学的流動とは、歩行中などに身体が傾くのと同時に景色が流れて見える現象のことである。前にある壁を見据えたまま前に進もうとした際に、左右の景色が後ろへと流れたように感じたりするのも、左足のみでその場に立とうとした際に、体が左の方へ揺らめいた時に周りの景色右から左へと流れてみれるのも光学的流動の為である。この光学的流動により、揺れた部屋で壁が前方に離れていくと、自分自身が後方へ姿勢を逸らしたと知覚し前方へと姿勢を逸らそうとしてしまうのだ。前方を向いたま後方へ歩こうとすると周りの景色は前方へと流れていくように感じる。それに似た現象が起き、揺れた部屋では前方へ壁が離れると後方へと姿勢逸らしたと知覚し、前に姿勢を逸らそうとしたり、逆のパターンで後方へと姿勢を逸らしてしまうのだ。

 今回の講義で学んだ不変項と「揺れる部屋」において、地面が動いてないのにもかかわらず部屋の中にいる人の姿勢が不安定になってしまう理由について説明する。
 まず、不変項について説明する。不変項とは、変化する視覚情報から明らかになる不変なもののことである。人間は静止した視覚情報から推論して物体を認知するのではなくて、移動や経過により変化する特定の視覚情報によって物体を理解している。例えば、目の前に立体角として様々な台形に変形するテーブルが現れるとする。このとき人はそのテーブルか4つの角と辺という不変のものを認知するため、どんな台形に変形しようともその立体角の台形がテーブルであると特定する。なぜなら、テーブルの4つの角と辺を不変項として認知するからである。このように、視覚情報の中に変わることのないものを不変項と言い、人はそれを認知して物体を理解しているのだ。
 次に、「揺れる部屋」において、地面が動いてないのにもかかわらず部屋の中にいる人の姿勢が不安定になってしまう理由について説明する。「揺れる部屋」とは知覚と行為の不可欠な関係を表す現象の1つである視覚性運動制御の実験例である。この実験は、「揺れる部屋」という天井と壁が床から分離され吊るされた部屋の中に被験者を立たせ、外から被験者に気づかれないように少しずつ部屋を揺らすという内容である。その結果、床は動いてないのにもかかわらず被験者は壁が動く方向に姿勢を傾かせた。このような結果になる理由は、視覚的な情報による環境変化に身体が無自覚に立位姿勢を安定させようと対応するためからである。そのため、まるで身体が環境に制御されるかのような事態を示すのだ。

　まず、すき間通過研究に大事な要素である、パーソナルスペースについて説明していく。パーソナルスペースとは、例えば、電車の席の隣が仲の良い友達なら距離が近くても良いが、それが全く知らないおじさんなら距離は近付きにくい。これらのように人はパーソナルスペースを持っていると考えられている。次にすき間通過研究はどのような場面で役に立てるかについて説明していく。すき間通過研究の結果を知っり私が考えたのは、例えば、人混みが多くスリが多い街に人型のパネルを置けば、パーソナルスペースが一定に保たれて、スリは減るのではないかと考えた。もっと具体的に説明すると、パーソナルスペースは、他人に侵入されると不快に感じる領域である。したがって、人型のパネル置けばもっとパーソナルスペースが知覚され、パネルが置いてあるのと置いてないのではスリを回避する確率が変わってくるのではないかと考えたからである。なぜこのようなに考えたかと言うと、今回の講義で紹介されたすき間通過実験では、人らしさの情報に基づいた人型パネルに人と同様なパーソナルスペースを知覚している可能性があると学んだ。したがって、人混みの多い街に人型のパネルを設置しておけば、それを通過すると同時にパーソナルスペースが知覚するし、人混みが多いので、それでもパーソナルスペースが知覚するので、スリに対する意識する力が増すのではないかと考えた。

　すき間通過の研究の活用法について提案する。まずすき間通過の研究とは、人が物と物の間にできる間隙を通る際にどの程度の間隙幅があれば通過できると考えるかについての研究である。これは間隙を構成するものが人と物だった場合で違いはあるか、人だった場合パーソナルスペースがどのように影響するかなど、異なる条件で様々な研究が行われている。これを受けて私はいくつかの活用法を考えてみた。
　１つは、非常時に退室しやすい座席の配置である。教室や映画館、レストランなど、私たちの生活の中には「たくさんの座席がある空間」が複数存在する。そのような空間でできるだけ椅子や人に影響を与えずに移動するために、この研究が使えるのではないかと考えた。ゆっくり通過する際と急いで通過する際の違いのように条件を変えて調べれば、災害などで速やかに退室しなければならない場合に通過しやすい配置など、より実用的なものに活かせるだろう。
　他には、荷物を持つ、車を運転するなど、ゲームでいうところの「当たり判定」を拡張した際にどのような経験を積んだかで感覚の定着の早さや正確さが変化するか、どのような経験を積むとより早く正確な感覚が定着するかを調べれば、より効果的で効率的な訓練方法の開発につながると考えた。車だけでなく当たり判定に影響する医療器具を使用したリハビリにも使えるのではないかとも考えている。
　課題の趣旨からはそれるが、この研究は変えられる条件が多数あるため、調べているうちに何かに役に立つことが分かったということもあるだろう。活用法からではなく実験方法から考えることで今考えている活用法以外にも何か思いつくかもしれない。よって以下に私が考えた実験を列挙して締めとさせていただく。
・間隙を構成する物体を、上半身または下半身が干渉しないよう上下どちらかだけにする（背の低いものを使用する、上から吊り下げるなど）
・人と人の間を通る際の被験者の視線が分かるようにする
・間隙を通過する人の視線を、見ている場所ごとに間隙を構成する人に提示する

すき間の研究が役立てられることをあげる。
ショッピングモールのフードコートや大学の学食など、人が多く集まるところに生かされると思う。フードコートや学食で空席を探している時、普段歩いている時と異なり、料理が盛られたお盆を持って歩く。席と席との間が狭くなっている場所ではお盆を持ってそのすき間を通るのが少し困難になる。すき間の研究によって人がお盆を持って通れるすき間が何センチかということが分かれば誤って料理をお盆からこぼしてしまうことも少なくなりそれはフードロスにも繋がると思う。講義内で東京のスクランブル交差点で人同士がぶつかることがなく、無意識のうちに通れるすき間を認知するという話を聞いたが、それは人以外の障壁がないからだと感じた。フードコートや学食には食事をするための机と椅子があるから、狭い人と人とのすき間を通ること、机と机とのすき間を通ることに加えてお盆を持って通らなければならないから困難であり、無意識のうちに考えることが多くなると思う。

すき間の研究はロボットを動かすことに役立てることができると考えている。普段、人が多い狸小路などを歩いてるときも人とぶつかるこはなく、数センチのすき間を開けてかわしている。それを自動走行車やドローンなど狭い空間や障害物を通過するとき、効率的に移動する技術が必要になるため、このすき間の研究が役立つと思った。例えば、飲食店で使われる配膳ロボットにすき間をつくって通過する移動が可能になれば、効率的に食べ物を配膳できると考えている。

すき間の研究は一番学校などの地震の際緊急移動時などに役立てると思った。このような場面では人がいっぱいいたり障害物などがありその者たちに影響を与えないで移動する際に使うと良いと考えた。実際にすき間の研究が使われることがあれば逃げ遅れる人も激減するだろうし生死に関わることなのでどんどん使われていってほしい。あまり逃げ方がわからない低学年の子供などにとてもいいと思った。

すき間の通過の研究は様々な事柄に活用することができると考える。例えば、多くの人が行き来する交差点や歩道において車道と歩道の幅や建物と歩道のkyポリ

すき間の通過の研究は様々な事柄に活用することができると考える。例えば、多くの人が行き来する交差点や歩道において車道と歩道の幅を計算し、衝突を回避するロボットが誕生したらどうだろう。今までのティッシュ配りやイベントのスタッフなどの道で行う仕事が軒並みなくなる。また、人との衝突を回避できるのであればテーマーパークのマスコットやキャラクターたちもまた、機械化する時代が到来してもおかしくない。実際ヒトとヒト距離というものは見え方や影、身長などの要素に左右されやすい。そんな中で四方八方から来る人をすべて上手く回避できるロボットが生まれると「より人間に近い作業を行うことができる」動力として重宝されることが予想される。人間は無意識のうちに人がいないところや前から人が来なさそうなところを瞬時に判断して移動することができる能力がある。それをロボットが再現することができれば屋外の人件費をかなり削減することにつながるのではないかと思う。

私は今回の講義を体調不良で欠席したため個人調査の範囲ではあるがすき間通過研究について調べ、それが日常生活のどの場面で役立つかついて説明する。
 まず、すき間通過研究とは人はすき間を通り抜る際にすき間をどのように知覚してどのように調整して通り抜けるかの研究のことである。
 つぎに、すき間通過研究が日常生活のどの場面で役立つかについてだ。私は通学時に市営のバスや学院が出しているシャトルバスをよく使うのだが、このバスの中にすき間通過研究が活用できる場面があると考えた。バスという限られた空間の中にできるだけ多くの乗客が入るようにかつ、乗客が乗り降りしやすい設計になっている。これはバスの空間に設置できる最大数の座席と乗客が座席と座席の間をいかに通過できるすき間と知覚するかの兼ね合いでできている。座席数をバスの空間に目いっぱい設置してしまうと乗客は後ろの席にたどり着くことは出来ないし、ギリギリ人が通過できるすき間にしても乗り降りの際に混雑してしまう。かえって、人が通過できるすき間を優先してしまうと乗り降りはスムーズになるが立って乗る乗客が増えてしまい乗客は乗車時に疲弊してしまう。バスという大きな「すき間」に乗客ができるだけ座ることができて、乗客の乗り降りがスムーズになる「すき間」の設計にすき間通過研究が活用できると考えた。

すき間通過の研究とは、物体や流体が狭い空間や隙間を通過する際の挙動を理解し、解析する研究分野である。例として交通システムの効率化などが挙げられる。例えば、渋滞の原因となる車両やバスが狭い道路やトンネルを通過する際、最適な走行方法や通過速度を導き出すことができる。これにより、都市内での渋滞緩和や交通のスムーズな流れが促進される。高速道路のトンネルや狭い橋を通過する際に車両の動きをシミュレーションし、渋滞を減少させるための最適な車両間隔や速度制限を設定することができる。また、航空機の設計においても、すき間通過の研究は重要である。特に、飛行機の翼やエンジンのノズルなど、流体が狭い空間を通過する際の圧力や流れの挙動を解析することで、航空機の性能向上に貢献する。具体例としては空気力学的な設計において、飛行機のエンジンの吸気口や翼の設計におけるすき間通過の流れを最適化することで、燃費を向上させたり、機体の安定性を向上させることができる。今回の授業を通して、自分でも調べてみて、すき間通過の研究は私たちが知らない様々な場面で使用されていてとても面白い研究だなと感じた。

すき間の研究は、人が混乱・混雑する密集地帯での災害時に役立てられると思う。密集地帯での災害時では、講義で見た東京のスクランブル交差点とは違い、多くの人が混乱しており、既に怪我人も出ている場合もある。このような状況では、普通の密集時よりもモノにぶつかってしまったり、人と人との衝突や転倒、最悪の場合には人による圧迫死も考えられる。このような人が多い緊急時に、すき間の研究を利用することで、人とモノとの衝突や人と人の衝突や転倒・圧迫などを回避することができ、速やかに避難所に効率的に移動することができると考えた。このように、避難することができれば災害時での被害者は多く減ると感じた。

隙間の研究について役立てられることを挙げる。人がたくさんいるような場所ではとても歩きにくいように見えるが実際のところは人はみな人との距離を保っているため多少ぶつかることはあれど歩けなくなるような事態は起こらない。これは人間のように意思を持っているものだけに使っているわけではない。例えば家具などを収納する際にわずかなスペースを確保して収納することで空間が広く見える。これは適度な隙間が保たれているいえは物が多くてもきちんと収納されているため過ごしやすく、快適な家に見えるという便利さや心の余裕を生むことにもつながっていると考えられる。調べてみると人は自分のパーソナルスペースを保つには人と人との距離が必要であるためその距離を保つためにはやはり適度な隙間を作ることが大切であり、人込みであったり物が散らかっている空間だと自分だけの空間というものが確保されないので自分と相手の隙間を作ることが大切であると感じた。

すき間通過の研究は、様々な場面で役立てることができる。例えば、自律移動ロボットやドローンが狭い場所を通過する際のナビゲーションや障害物回避に役立つ。特に災害救助や探索ミッションにおいて、狭い隙間を通る能力は重要である。ロボットの形状やサイズを工夫することで、狭い場所を通過できるように設計される。すき間通過のための経路計画アルゴリズムや制御アルゴリズムが開発されていて、これにより、ロボットは最適な経路を選択し、スムーズに移動することができる。また、建物や都市の設計において、通行可能なスペースを最大限に活用するために役立つ。特に、避難経路やアクセスビリティの向上に寄与する。すき間が適切に設計されていないと、エネルギー効率の低下や水漏れ、害虫の侵入などの問題が発生する可能性がある。

すき間通過の研究を通して、社会的要因としてのパーソナルスペースも違法的構造は、間隙の通過可能性の知覚並びに通過行為に影響を与えると学びました。すき間通過の研究が役立つ場面として、混雑時におけるショッピングモールを考えました。走り回る子供や通路の中央で立ち止まる人、杖を突いている方や車椅子の方まで、様々なイレギュラーで溢れているショッピングモールでは不注意による人と人との衝突事故が絶えません。飲み物や大きな買い物袋を持っている人が大半で、カートを押している人もいます。人だけでなく物も合わさっているため、パーソナルスペースも自然と広くなり、「歩く」というよりは「ショッピング」が目当てである分、思考が分散します。自分の視野内にいる人物が次はどう動くのか予測し、その予測をもとに接触を避けることができれば、スムーズに歩くことが出来ます。自分もショッピングモールのテナントでアルバイトの途中、店の現金をもってお客様がいる通路を歩く際、お客様と極度に近づかないよう気を付けています。無意識に隙間を意識し、前を見て歩いているお客様と商品を眺めながら歩いているお客様では、前者の方に寄って通ります。これからすれ違う人の意識がどこに向いているのか、それが相手の隙間の広さを図る材料になるように考えました。
また、心のケアへの応用として、拒食症患者の隙間通過の事例について、客観的ではなく、自身の思い込みで隙間通過に変化が生じる点が特に興味深かったです。患者が通過可能と判断する隙間が健常者よりも広いというのは、拒食を伴う疾患の1つでもある統合失調症にも当てはまるのではないかと考えました。思考や感情と行動のまとまりがなく、幻覚や妄想などがあらわれる精神疾患が、認知心理学とも関連があると気付き、改めて「認知」の奥深さを学びました。