アイトラッキングでサーファーの視線パターンを解析

Vision in Motion (VIM)の名のもと、スポーツ科学の異なる分野から集まった複数の研究者が、既存の研究構成を組み合わせ、アイトラッキングと動作解析技術の両方を用いて、サーフィンにおける知覚認知の専門性を研究しています。得られた知見は、アスリートの知覚と行動パターンを最適化することで、パフォーマンスを向上させるのに役立ちます。

背景

サーフィンは、アスリートの注意の集中がパフォーマンス結果に大きな影響を与えるダイナミックな環境で行われます。スポーツ研究において、注視行動パターンを定量化・視覚化する方法として、注視回数と関心領域（AoI）への注視時間の両方が有効であることが証明されています。

2年半の間、サーフィンにおける知覚認知の専門知識を得るために、様々な条件下で、様々なタイプのサーファーを対象に、Tobii Proのアイトラッキングシステムを用いた5つの実験が行われました。研究の目的は2つあり、1つ目はエキスパートとレクリエーションサーファーの両方から視線バハビアの定性的記述を取得することでした。2つ目は、研究者がトビー・プログラス2のために構築したウォーターハウジング・システムの操作性を検証することでした。

VIMプロジェクトに参加した機関は、メディアマネジメント学科（マクロメディア応用科学大学-MHMK）とスポーツ心理学科（ミュンヘン工科大学-TUM）でした。さらに、カジュアリナビーチ（オーストラリア・ニューサウスウェールズ州）にあるサーフィン・オーストラリア・ハイパフォーマンスセンターとエクササイズ＆ヘルスサイエンス学部（オーストラリア・ワシントン州エディス・コーワン大学）も、この共同科学事業に参加しました。この研究は、Guido Ellert教授（MHMK）、Tom-Nicolas Kossak博士（TUM）、Jeremy Sheppard博士（HPC- ECU）、Martin Walz（TUM）、Simon Dallwig（MHMK）、Paul Günther（MHMK B.A Student）が主導したものである。

調査方法

トビー・プログラス2は、実世界での行動中のアスリートの知覚を控えめに捉えることができるため、この研究のために選ばれました。さらに、水中でのセッション中にアイトラッカーを保護するためのウォーターハウジング・システムも構築されました*。Tobii Pro T60 XL を使用し、初心者、上級者、エリートサーファーの視覚探索における知覚と予測パターンに関する洞察を得ることができました。

*免責事項：Tobii Pro Glasses 2を屋外で使用することは、必ずしもプラグアンドプレイのソリューションではなく、特定の気象条件下では追加のセットアップが必要になる場合があります。トビー・グラス2は防水仕様ではないため、濡れた環境での使用には、ユーザー自身がデバイスのためのハウジングを作成する必要があり、トビー・プロはその信頼性について一切の責任を負いません。

最初のテストは、スペイン・サンセバスチャンのウェーブガーデンで行われました。この人工的で安定した人工波は、プロメガネ2の防水ハウジングを使った最初のテストの実行に、無敵の条件を提供しました。

もう一つのVIM研究は、ドイツ、ミュンヘンの人気のあるリバーサーフスポットであるアイスバッハの波で行われました。この研究では、2人のエリートサーファー（エキスパート）と2人のレクリエーションサーファー（初心者）がそれぞれ2回ずつサーフィンを行いました。彼らには、1回のランで5回の「カーブ」ターンを行うという課題が与えられました。データ収集にはプロメガネ2が使用され、トビープロメガネアナライザーがデータ解析を実行しました。Tobii I-VT フィクセーションフィルターは、記録された視線データサンプルを処理し、固視とその他の眼球運動のカテゴリーに分類するのに役立ちました。

結論

ウェアラブルアイトラッキングは異なる視線パターンを明らかにする

研究者たちは、各サーフィンセッションの最後にすべての視線データを収集しました。この情報により、サーファーがサーフィンのマニューバを行っている間、どこに最も注意を向けていたかを知ることができました。

アイトラッキングの結果、サーファーの経験値と注視時間や回数に強い相関関係があることがわかりました。このことから、サーファーが熟練していればいるほど、サーフィンのパフォーマンスに関連する領域をより良く、より速く認識し、予測することができると解釈されます。このようにして得られた知識は、Pro T60 XLを使用する際の新たなパフォーマンス診断や介入方法として興味深いものです。

この作品では、エキスパートがより自信を持っているように見えます。ボードに飛び乗るとき、彼はマニューバーを行う波のセクションを瞬時に前方で見ています。これは、外部映像（彼の頭の位置）とプロメガネ2の視線リプレイの両方で明らかです。

初心者は自信なさげに見える。ボードに飛び乗るとき、彼はすぐに下を向き、スポーツではなく、主に自分のバランスに集中しています。外部映像では、レクリエーションサーファーは何度も下を向いており、これは視線再生でも明らかです。

研究中に得られた可視化のいくつかの例。

初心者サーファーの視線プロットは、熟練者サーファーの視線がより協調的で「焦点が合っている」のに比べ、より多くの固定回数と協調していない視線パターンを示しました。

カーブを演じる2人の熟練サーファーの視線プロットとヒートマップから、2人とも同様の視線パターンを持っていることが明らかになりました。

関連コンテンツ

Pro Glasses 2 のウェアラブルアイトラッキングは、エキスパートと初心者の両方のサーファーの視線行動に対する新しい洞察を得るための効果的なツールでした。得られた定性的データは、全く新しい技術に貢献し、学習曲線を最適化し、ハイパフォーマンスサーフィンのための全体的なトレーニングの質を向上させることが期待されます。研究者らは、サーファーがマニューバーを行い始める前に、波の適した特定のセクションに視線をより系統的に集中させることで、技術を向上させることができることを発見しました。

この研究のために作られたウォーターハウジングシステムは、テストに成功し、アイトラッキングデータの収集が可能になりました。研究結果に基づき、研究者は、防水ハウジングを使用して、アイトラッキング技術を水中活動に持ち込むことができるという証拠を見つけることができました。

トビー・プロのハードウェアとソフトウェアを使って得られた洞察により、エリートや上級のサーファーに新しいメンタルや判断のトレーニング方法を導入することができます。 Pro Glasses 2 は、応用分野である経験豊富なパフォーマンス診断士とスポーツ心理学者の両方にとって、素晴らしい質的なビデオ分析ツールでした。Pro T60 XLの結果は、プロのサーフィンだけでなく、複雑な環境を持つ他のオープンスキルスポーツにおいて、知覚認知の専門性を高めるための新しい才能診断と介入ツールの実装を可能にしたのです。

関連情報

マクロメディア大学