2002年の映画『マイノリティ・リポート』では、トム・クルーズがまるで巨匠のように未来的なコンピューターを操ります。手首をひねるだけで、データが画面から画面へと切り替わり、公園のパノラマビューがおもちゃのコマのように回転します。
「でも、もし仮想現実なら、なぜ二本腕しか使わないのでしょうか？そもそも人間のような形をしている必要があるのでしょうか？」と、スタンフォード大学バーチャル・ヒューマン・インタラクション・ラボの所長、ジェレミー・ベイレンソン氏は問いかける。
先週、ベイレンソン氏のチームは、人がわずか数分で仮想の第3の腕を操れることを示す新たな研究を発表しました。この研究は、「ホムンクルス柔軟性」という概念を探求しており、これは、人間の動きに対する認識を変化させることで、自分とは異なる身体をコントロールすることを学ぶというものです。
「これは、ビデオゲームのアバターのデザインなど、興味深い可能性を開くだけでなく、戦争で手足を切断した人々のリハビリにも役立つ可能性がある」と、この研究には関わっていない認知神経科学者でメディア研究者のワイナンド・イセルスタイン氏は言う。
このプロジェクトは1980年代に、コンピュータサイエンスのパイオニアであり、「仮想現実」とホムンクルスの柔軟性という用語を生み出したジャロン・ラニアーの独創的な発想から始まりました。当時、彼と数人の友人は、腹部の両側に3本の腕を持つロブスターのような、不自然な仮想ボディを構築しました。彼らは、肘をひねったり膝を曲げたりするといった微妙な動きで、これらの余分な手足を操作していました。
しかし、20年が経ち、ホムンクルスの柔軟性を解明できたのはバーチャルリアリティの専門家だけになった。そこでラニアーは2004年、ベイレンソンと協力し、ホムンクルスの柔軟性実験を一般の人間を対象に拡大した。
「ジャロンに初めてこの実験を試みたとき、ほとんどの人が惨めに失敗しました。空間認識能力と数学的才能に恵まれた彼と他の人たちだけが、第三の手を制御できたのです」とベイレンソンは言う。「しかし、この研究で、鍵となるのは知性ではなく、より優れた動作追跡能力だと分かりました。」
最初の実験では、53人の大学生に仮想教室で蹴ったり殴ったりして風船を割るよう指示した。参加者はそれぞれ、アバターの手足を制御するモーショントラッキングブレスレットを足首と手首に装着し、一人称視点の仮想ヘッドセットを装着してアバターの動きを観察できるようにした。
一方のグループは通常の手足で操作しましたが、他のグループは足で手を操作し、その逆も行いました。通常の姿勢では、被験者は腕を使うことを好み、予想通り10分で約300個を割ることができました。しかし、研究チームは、被験者が同じ時間内に腕を切り替えた状況にも適応し、足でアバターの腕を操作した時と同じ数の風船を割ることを発見しました。被験者は、ベスト・キッドのように片足で不器用に立つ必要があったにもかかわらず、依然として仮想の手で風船を割ることを好みました。
「条件が入れ替わったことから、人々は適応し、タスクを完了するのに最も有効な方法を取るだろうことがわかります」と、 Journal of Computer-Mediated Communicationに掲載されたこの研究を主導したスタンフォード大学の博士課程の学生、アンドレア・スティーブンソン・ウォン氏は言う。
しかし研究チームは、不自然な人間のテンプレートを使うことで、通常の体格よりも優れた成果を上げることができるのではないかと考えました。そこで2つ目の実験では、仮想のユーザーに2列の箱を掴んでもらいました。一方のグループは2本の腕を持ち、前に踏み出して2列目の箱を掴むように指示しました。もう一方のグループは、胸から3本目の腕が生え、手首を軽く動かすだけで前方または横に動きました。2分半以内に、ユーザーは2本腕よりも3本腕でより多くの箱を掴む方法を習得しました。
2分半以内に、ユーザーは3本の腕を使ってより多くの箱をつかむ方法を習得しました。
その影響は仮想世界にとどまりませんが、現実世界にも変化をもたらす可能性があります。ホムンクルスの柔軟性は、任天堂Wiiのようなモーションベースのビデオゲームの難易度を高めたり、マイクロソフトの新型HoloLensの機能を拡張したりする可能性があります。あるいは、映画『マイノリティ・リポート』のようなコンピューターが、近い将来登場するかもしれません。ベイレンソン氏によると、日本のテクノロジー企業NECは、デジタルクラウド内でデータを物理的に移動できるコンシューマー向けプラットフォームを開発しているため、このプロジェクトに学術助成金を提供しました。
一方、アンドレア・スティーブンソン・ウォンは、ホムンクルスの柔軟性を疼痛治療に利用するという研究を学位論文のテーマに進めています。医師たちは、切断患者に対するミラーセラピーなど、自己認識の変容が疼痛症状の改善に役立つことを実証しています。手足を失った後、多くの人がまるで手足がまだ残っているかのような「幻肢痛」を経験します。見えない拳が握りしめられたままだったり、失った足が激しい痛みに襲われたりします。ミラーセラピーでは、患者は健全な手足を反射面の前に置き、それが失われた手足であると想像します。そうすることで、患者は精神的に疼痛を乗り越え、感覚を司る脳のネットワークを再マッピングします。先行研究では、この療法に物理的な鏡や、コンピューター画面上の実物そっくりの投影を使用できることが示されています。
「しかし、切断以外にも多くの疼痛症状は、人体の異常な表現に関係しています。私たちは、仮想空間で体の外見を変えることが役立つかどうかを調べています」とスティーブンソン・ウォン氏は述べている。本研究では報告されていないが、彼女はホムンクルスの柔軟性が小児の複合性局所疼痛症候群を改善するという予備的な証拠を持っている。
「これは、自己とは何かという概念に疑問を投げかける、有望な出発点です」とイセルスタイン氏は言う。「もしあなたが熱狂的なゲーマーで、長期間にわたって改造された身体に触れているとしたら、自己の感覚は再プログラムされるのでしょうか？」
現実世界で例えるならアイススケートです。氷から飛び降りて数メートル歩くと、足が重く感じます。これは人間の知覚における運動の再プログラミングです。
アイセルスタイン氏は、ホムンクルスの柔軟性を長期間使用することで同様の余震が発生する可能性があると推測しているが、アイススケートの場合と同様に、私たちの脳は実際の体に戻ると簡単に回復するだろう。
