シミュレーションによる、色覚障害ドライバーの前方移動の支援 

世界には3億人以上の色覚障害者がいます。統計的には、男性の方が色覚障害のリスクがはるかに高くなります。男性の12人に1人が該当するのに対し、女性は200人に1人です¹。交通信号の読み取りから商品の識別、洋服のマッチングまで、日常の作業を非常に困難にする症状があります。色覚障害のドライバーは、特殊なメガネやコンタクトレンズを着用したり、スマートフォンアプリを使用して補うことができます。

しかし、運転しているときはどうなるでしょうか? 米国では、色覚障害者が運転試験に合格すれば運転することは合法であり、色覚障害であってもほとんどの色覚障害者の運転が妨げられることはありません。しかし、ディスプレイの色が判断できない場合、ナビゲーション画面を読み取るのは困難です。そのため、自動車エンジニアは、色覚障害者が見ているものを解釈するのに特にAnsysシミュレーションを使用し、それを適用して、視覚的に色が欠如しているドライバー向けのよりユーザーフレンドリーなディスプレイを作成しました。

 色覚障害とはどういうものなのか、色覚障害者が実際にどのように見えているのか想像したことはありますか? 色覚障害では、世界は常に白黒であるとは限りません。色が違って見えるということです。この知覚の違いによって、特定の色を区別することがより困難になります。赤と緑の色覚障害（最も一般的な形）では赤と緑を識別できません。青と黄の色覚障害は、青と緑、または黄色と赤を区別する能力に影響があります。一色型色覚異常、つまり完全な色覚障害は非常にまれですが、それはまさにその名の通り、色がまったく見えません。

通常、網膜には赤を感知する錐体、青を感知する錐体、緑を感知する錐体という３種類の錐体があり、異なる波長の光に反応して色を知覚するのに役立ちます。私たちの多くは、生まれながらにして約600万個の錐体²を持っています。これらのすべてによって、日常生活の中で私たちの周りの物体に光が反射するにつれて、さまざまな色相の色を見ることができます。赤緑色や青黄色の色覚障害があるのは、目の網膜に錐体と呼ばれる特定の光受容細胞がないためです。色覚障害者は、通常よりも錐体の数が少ないため、これが色を混同する原因になります。

シミュレーションによる色覚障害ドライバー向けの包括性の可視化

最後にロードマップを読んだのはいつですか? 私たちのほとんどは、Wazeのようなスマートフォンアプリや、車のインフォテインメントディスプレイから見えるGPSシステムに依存しています。ただし、ルートガイドラインやその他のマーカーなど、GPSディスプレイの特定の色は、使用されている色によっては、色覚障害者に常に表示されるとは限りません。AnsysのエレクトロニクスR&Dエンジニア主任であるLaurent Fournierは、Ansys Speos光学システムソフトウェア内に色覚障害機能を開発し、色覚障害のあるドライバーに対して高感度の光学設計の検証を支援しました。

車載ディスプレイの設計は、人間工学の問題です。色を適切に使用すると、視覚障害の有無にかかわらず、すべてのドライバーのユーザーエクスペリエンスが向上します。Speos機能を効果的に活用するには、ディスプレイの明るさ、解像度、コントラスト、周囲の照明条件での照度など、色の見え方に影響を与える可能性のあるさまざまな要因に応じて、色覚障害者に見えるものを予測する必要がありました。 

Fournierのチームは、 Ansys SpaceClaim 3D CAD（コンピュータ支援設計）モデリングソフトウェアをSpeosと組み合わせて直接モデリングを行い、その上に関連する光学特性、センサー、光源などの光学レイヤーを追加して、さまざまな環境をシミュレーションする必要がありました。Speosは、光源の放射、光の伝播、表面との光の相互作用、およびスペクトル管理による光検出の正確なシミュレーションを可能にします。Speosの人間の目モデルは、スペクトル輝度情報を知覚された視覚情報に変換します。このモデルは、特定の生理学的側面に基づいており、エンジニアは、光レベル、色、コントラストに対する目の反応、および網膜の反応に応じた周囲の明るさの急激な変化を考慮して、色が肉眼にどのように見えるかを理解するのに役立ちます。

Fournierは次のように述べています。「車内では、色と光があらゆる方向からの体験に影響を与えています。Speos機能を使用することで、色覚障害者がディスプレイで見る内容を予測できるだけでなく、さまざまな環境でディスプレイに見える内容を予測することができます。シミュレーションしている3Dシーンにディスプレイがある場合、画面上の色の使用から内部のダッシュボードまで、そのシーン内の環境要因の影響を予測することもできます。」

Ansys Speosによる色知覚の予測 

特定の画像のコンテキスト内で色覚障害ユーザーがどのように色を認識するかを予測できるフリーウェアが利用可能です。しかし、ドライバーと画面インターフェース間の相互作用に対するコックピット環境の影響を予測することはできません。これは、ディスプレイの色からダッシュボードの材料まで、設計の選択にプラスの影響を与える予測です。

AnsysのアプリケーションエンジニアリングマネージャーであるFabien Bastideは次のように述べています。「写真を撮っているだけで、基本的な知覚チェックを行いたい場合は、効率的にこれを実行できるフリーウェアがWebサイトにたくさんあります。しかし、シミュレーションでは、シミュレーション中の現実世界にはまだ存在しない特定のシナリオを使用して、検証中に予測を行うことができます。Speos内部でのこのタイプのテストの価値は、これまでにシミュレーションしたモデルを使用して、コックピット環境内の光の挙動に関する将来の予測を行うことができることです。」

Speosのカラーチェッカーを使用すると、エンジニアは、色覚障害に関連する視覚的な色の欠如をすべて考慮して、ユーザーフレンドリーなパレットを選択できます。3Dモデル内で作業することで、ユーザーは特定の光学特性や環境特性を適用して、通常の目が見ているものや色覚障害者が見ているものを確認することができます。光学データ、スペクトルデータ、および環境データの組み合わせにより、色の知覚の包括的な視点が得られます。ポスト処理ツールとして、Speosはこれら3つの値を取得し、コンピュータで生成された内部ディスプレイのモデルに基づいて特定の機能に効率的に再結合し、エンジニアがパレットを切り替えて色の欠如に対応できるようにします。

路上では、ドライバーはヘッドアップディスプレイやインストルメントパネルクラスタ（IPC）の警告灯を見ているかどうかにかかわらず、運転状況に関する重要なアラートや情報を受信します。インフォテインメントディスプレイ以外にも、Speosは自律機能をサポートする仮想プロトタイプ内での色の変更や、IPCに表示されるその他の視覚的なアラートを可能にします。また、このソフトウェアを使用して、ドライバーに対する映り込みやコントラストの視覚効果をシミュレーションすることもできます。これは、年とともに運転が妨げられる、年齢に関連した知覚の問題です。

Ansys Speosによる計器飛行

軍では、色覚は多くの専門分野への入隊のための前提条件としてテストされています。これは特に空軍パイロットに当てはまります。彼らは多くの色信号制御と夜間飛行を行い、マッハ2.25（1,667mph）³に達するLockheed Martin F-22 Raptorなど、世界最速の航空機を安全に操縦します。色覚障害の診断書の取得は、赤と緑の色覚を測定する、軍が要求する2つのテストの1つである仮性同色表（PIP）ビジョン⁴に合格するかどうかによります。この要件により、赤緑色覚障害のパイロット志望者が軍でキャリアを積むのは厳しくなります。Speosは、軍用飛行と商用飛行の両方に対して今後のコックピットを再設計し、色覚障害のあるパイロットの飛行を支援する可能性を秘めています。

Ansys Speosは、自動車や航空業界の環境からシンプルなパッケージの再設計まで、製品の再形成を支援し、色覚障害者をサポートして、製品をより包括的なものにするお手伝いをします。今すぐ無料トライアルから始めましょう。 

1. “About Colour Blindness”、Colour Blind Awareness、2022年5月6日
2. “What are Eye Cones? Nerve Cells in the Eye that Produce Color Vision”、VeryWellHealth.com、2020年12月20日
3. “15 of the Fastest Fighter Jets in the World Ever Built”、Hangar.Flights、2022年4月16日
4. “Color-discrimination threshold determination using pseudoisochromatic test plates”、Frontiersin.org、2022年5月6日