シャープ、プラズマクラスター技術による運転能力向上効果を確認

同研究は、手動運転および今後拡大が予想される自動運転について、ドライビングシミュレーターを用いて検証したもの。運転支援研究を専門とする芝浦工業大学SIT総合研究所の特任研究員・伊東敏夫博士と共同で実施した。

その結果、手動運転においてはブレーキを踏むまでの反応時間短縮およびハンドル操作性向上、自動運転においては、眠気抑制およびテイクオーバー（※1）後のハンドル操作性向上を確認したという。イオン放出式の空気浄化技術において、運転者の具体的な行動に影響を与える結果が得られたのは、世界で初めて（※2）となる。

同社は2020年に、脳波測定を用いた研究により、プラズマクラスター技術で自動車運転中のヒトの集中力維持効果（※3）を実証している。引き続きヒトへの効果やそのメカニズムについて検証を進め、効果の信頼性を向上させるとともに、プラズマクラスター技術の新たな分野への応用の可能性や、新たな有効性について追究していく。

プラズマクラスターイオンによる運転能力向上効果検証の試験概要

試験実施者：伊東敏夫 博士（芝浦工業大学 SIT総合研究所 特任研究員）
試験空間：芝浦工業大学 実験室
被験者：20～24歳の男女20名
試験装置：プラズマクラスター技術搭載試験装置、ドライビングシミュレーター（DS）
試験条件：a.プラズマクラスターイオンなし（送風のみ）／b.プラズマクラスターイオンあり
プラズマクラスターイオン濃度：被験者位置　約100,000個/cm3

試験方法

高速道路を模した走行コースを、手動あるいは自動運転（※4）で走行。

1．手動運転時

集中力維持が前方の早期認知によるブレーキ操作およびハンドル操作に影響すると考えるため、以下の項目についてそれぞれ評価。（試験時間各40分間）

【1】ブレーキを踏むまでの反応時間（先行車が停止表示後ブレーキを踏むまでの時間を評価）
【2】ハンドル操作の滑らかさ（※5）（障害物を避ける時のハンドル操作の滑らかさを評価）

2．自動運転時

運転支援により注意力が低下し、眠気増加および手動運転へ切り替え時の反応遅延が懸念されるため、以下の項目について評価。（試験時間20分間、【3】を実施した後に【4】を評価）

【3】顔表情評定による眠気評価（顔表情を5段階の眠気レベルで評価：図4参照）
【4】テイクオーバー後のハンドル操作の滑らかさ（※6）（【2】と同様）

結果

1．手動運転時の評価結果

送風のみと比較して、プラズマクラスターイオンありの方に以下の点を確認した。

【1】先行車が停止表示後、ブレーキを踏むまでの時間が約0.5秒早くなること（図6）
【2】障害物を避ける際に滑らかに避けられること（図7）

2．自動運転時の評価結果

送風のみと比較して、プラズマクラスターイオンありの方に以下の点を確認した。

【3】眠気が抑制されること（図8）
【4】テイクオーバー後、より滑らかなハンドル操作で障害物を避けられること（図9）

以上の結果より、プラズマクラスター技術に運転能力向上効果があることを確認した。

※1：自動運転システムでは対応できず、人が運転をしなければならなくなった状態のこと。
※2： イオン放出式の空気浄化技術において（2023年9月26日現在、同社調べ）。
※3： 自動車運転中のストレス抑制と集中維持を実証（2020年）
※4：自動運転の試験はハンドルに手を添えた状態で行い、前方に障害物が現れた際は手動運転に切り替わる設定で実施。
※5： 解析区間が長いためステアリングエントロピー法（乱雑さを分析する手法）で評価
※6：解析区間が短いためハンドル操舵角の微分分散値（ハンドルを回す角度のばらつきの値）で評価