(57)【要約】【課題】ミラーニューロン欠損者が健常者と対話を行なう場合に、健常者のトランク動作（上半身を前方に倒してから戻す動作）に合わせて、ミラーニューロン欠損者がトランク動作を行なうことを支援するための対話支援装置を提供する。【解決手段】対話中の一方の話者（ミラーニューロン欠損者）４３０を支援する対話支援装置は、話者（健常者）４３２のトランク動作を検出するセンサ１１６と、作用部３１０とを備え、作用部３１０は、センサ１１６が、上半身を前方に倒す話者４３２の動作を検出した場合、椅子に座った話者４３０の上半身を前方に移動させ、センサ１１６が、上半身を後方に反らす話者４３２の動作を検出した場合、椅子に座った話者４３０の上半身を後方に移動させる。これにより、ミラーニューロン欠損者は、適切なタイミングで、健常者のトランク動作に応じたトランク動作を行なうことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対話中の一方の話者を支援する対話支援装置であって、
他方の話者のトランク動作を検出する検出手段と、
前記検出手段が、前記他方の話者のトランク動作を検出した場合に、前記一方の話者に力を加える作用手段とを備え、
前記トランク動作は、上半身を前方に倒してから戻す動作であることを特徴とする対話支援装置。
【請求項２】
前記作用手段は、椅子に装着され、前記椅子に座った前記一方の話者の上半身を前方に移動させる押出手段を備え、
前記押出手段は、前記検出手段が、前記他方の話者が上半身を前方に倒す動作を検出した場合に、前記一方の話者の上半身を前方に移動させることを特徴とする請求項１に記載の対話支援装置。
【請求項３】
前記作用手段は、椅子に装着され、前記椅子に座った前記一方の話者の上半身を後方に移動させる引戻手段を備え、
前記引戻手段は、前記検出手段が、前記他方の話者が上半身を後方に反らす動作を検出した場合に、前記一方の話者の上半身を後方に移動させることを特徴とする請求項２に記載の対話支援装置。
【請求項４】
前記押出手段は、気体又は液体を供給されて拡張する手段であり、前記椅子の背もたれと前記一方の話者の背中との間に配置され、
前記引戻手段は、気体又は液体を供給されて収縮する手段であり、前記椅子の背もたれと前記一方の話者の背中との間に配置されることを特徴とする請求項３に記載の対話支援装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記他方の話者を撮像して時系列の画像データを取得するイメージセンサを備え、
前記検出手段は、前記画像データ中の上半身領域を特定し、前記上半身領域の動きを検出することにより、前記トランク動作を検出することを特徴とする請求項１〜４に記載の対話支援装置。
【請求項６】
前記検出手段は、ドップラーセンサをさらに備え、
前記検出手段は、前記他方の話者のトランク動作を検出した場合、前記ドップラーセンサによって、前記他方の話者が上半身を前方に倒す動作を行なったか、前記他方の話者が上半身を後方に反らす動作を行なったかを検出することを特徴とする請求項５に記載の対話支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対話を支援するための装置に関し、特に脳機能障害者による対話を支援するための対話支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本人話者が対面対話を行なうとき、頷きや相鎚等の首から上の動作が一般的に頻出することが知られている。さらに話が盛り上がった場合、又は、声が大きくなる場合等に、上半身を前のめりに倒してから戻す動作が表出することがある。これは体幹動作又はトランク動作と呼ばれる。話が盛り上がったときに、このトランク動作が二者間で無意図的に相互に行なわれることがある。このトランク動作から対話の盛り上がりの有無を判定する研究が行なわれている（下記非特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】善本淳，水上悦雄，“話量積とトランク動作量積を用いた二者間同調性の検出”，電子情報通信学会総合大会論文集  ２０１０年  基礎・境界，１８２，２２０１０‐０３‐０２
【非特許文献２】善本淳，水上悦雄，“対話時の同調性を知る一手段としてのトランク動作解析”，情報処理学会全国大会講演論文集  第７２回平成２２年（２），“２‐６３”‐“２‐６４”，２０１０‐０３‐０８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
対話する両者が、脳の機能に問題がない者（以下、健常者という）であれば、上記のトランク動作が観測されるが、脳の機能に問題がある障害者には、トランク動作が観測されないことがある。例えば、脳において、相手の動作をまねることに関係するミラーニューロンが存在することが知られているが、このミラーニューロン欠損者の中には、この無意図的トランク動作を行なうことができない者がいる。そのために、一部のミラーニューロン欠損者等、筋肉収縮は意図的に行なえるものの、何らかの理由でトランク動作を行なわない者（以下、欠損者という）と健常者との対話は盛り上がらず、欠損者は、健常者からいわゆる「話しにくい人」と呼ばれる問題がある。
【０００５】
また、視覚障害者は、相手のトランク動作を視認することができないので、適切なタイミグでトランク動作を行なうことができない場合がある。その場合、視覚障害者も、健常者に「話しにくい人」と思われる問題がある。
【０００６】
したがって、本発明は、欠損者又は視覚障害者が健常者と対話を行なう場合に、健常者のトランク運動に合わせて、欠損者又は視覚障害者がトランク動作を行なうことを支援するための対話支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、下記によって達成することができる。
【０００８】
即ち、本発明に係る対話支援装置は、対話中の一方の話者を支援する対話支援装置であって、他方の話者のトランク動作を検出する検出部と、検出部が、他方の話者のトランク動作を検出した場合に、一方の話者に力を加える作用部とを備え、トランク動作は、上半身を前方に倒してから戻す動作である。
【０００９】
好ましくは、作用部は、椅子に装着され、椅子に座った一方の話者の上半身を前方に移動させる押出部を備え、押出部は、検出部が、他方の話者が上半身を前方に倒す動作を検出した場合に、一方の話者の上半身を前方に移動させる。
【００１０】
より好ましくは、作用部は、椅子に装着され、椅子に座った一方の話者の上半身を後方に移動させる引戻部を備え、引戻部は、検出部が、他方の話者が上半身を後方に反らす動作を検出した場合に、一方の話者の上半身を後方に移動させる。
【００１１】
さらに好ましくは、押出部は、気体又は液体を供給されて拡張する機構であり、椅子の背もたれと一方の話者の背中との間に配置され、引戻部は、気体又は液体を供給されて収縮する機構であり、椅子の背もたれと一方の話者の背中との間に配置される。
【００１２】
好ましくは、検出部は、他方の話者を撮像して時系列の画像データを取得するイメージセンサを備え、検出部は、画像データ中の上半身領域を特定し、上半身領域の動きを検出することにより、トランク動作を検出する。
【００１３】
より好ましくは、検出部は、ドップラーセンサをさらに備え、検出部は、他方の話者のトランク動作を検出した場合、ドップラーセンサによって、他方の話者が上半身を前方に倒す動作を行なったか、他方の話者が上半身を後方に反らす動作を行なったかを検出する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、対話相手である健常者のトランク動作を検出した結果に応じて、ミラーニューロン欠損者又は視覚障害者等に、適切なタイミングでトランク動作をさせることができる。
【００１５】
対話相手である健常者のトランク動作が、上半身を前方に倒す動作であるか、又は、上半身を後方に反らす動作であるかを検出することによって、欠損者又は視覚障害者等に健常者と同じトランク動作をさせることができる。
【００１６】
したがって、健常者は、欠損者又は視覚障害者等と、違和感なく自然な対話を行なうことができる。
【００１７】
また、本発明によれば、欠損者又は視覚障害者等はトランク動作を効率的に学習することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、老人又は認知症者が話しかけを持続することができる対象（ダミー人形）を提供することができるので、老人又は認知症者の介護者の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る対話支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２】高圧空気を用いた可動機構部を示す側面図である。
【図３】作動部の構成を具体的に示す正面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る対話支援装置の動作を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る対話支援装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図６】人体の基準画像データを示す図である。
【図７】別の可動機構部の例を示す図である。
【図８】さらに別の可動機構部の例を示す図である。
【図９】膨張収縮部材を示す図である。
【図１０】膨張収縮部材を用いた対話支援装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の実施の形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２１】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る対話支援装置は、制御部１００、センサ部１１６、及び可動機構部３００を備えている。制御部１００は、演算処理部（以下、ＣＰＵという）１０２、読出専用メモリ（以下、ＲＯＭという）１０４、書換可能メモリ（以下、ＲＡＭという）１０６、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤという）１０８、インターフェイス部（以下、ＩＦ部という）１１０、及びバス１１２を備えている。ＣＰＵ１０２は、制御部１００全体を制御する。ＲＯＭ１０４は不揮発性の記憶装置であり、制御部１００の動作を制御するためのプログラム及びデータが記憶されている。ＲＡＭ１０６は、揮発性の記憶装置である。ＨＤＤ１０８は、通電が遮断された場合にもデータを保持する不揮発性記憶装置であり、フラッシュメモリ等で代替されてもよい。
【００２２】
ＩＦ部１１０は、ＣＰＵ１０２とセンサ部１１６及び可動機構部３００とのインターフェイスである。バス１１２には、ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０６、ＨＤＤ１０８、及びＩＦ部１１０が接続されている。各部間のデータ（制御情報を含む）交換は、バス１１２を介して行なわれる。
【００２３】
ＣＰＵ１０２は、バス１１２を介してＲＯＭ１０４からプログラムをＲＡＭ１０６上に読出して、ＲＡＭ１０６の一部を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ１０２は、プログラムにしたがって制御部１００を構成する各部の制御を行なう。制御部１００として、公知のコンピュータを使用することができる。
【００２４】
ＩＦ部１１０は、センサ部１１６からの信号を受信し、受信した信号をＣＰＵ１０２に伝送する。ＩＦ部１１０は、センサ部１１６からの信号がアナログ信号であれば、受信した信号をデジタル信号に変換する機能（ＡＤ変換機能等）を有する。また、ＣＰＵ１０２は、後述するように、ＩＦ部１１０を介して可動機構部３００を制御する。
【００２５】
センサ部１１６は、話者のトランク動作の検出に利用できるものであればよい。例えば、画像データを取得するためのイメージセンサを使用することができる。また、音波（例えば超音波）又は電磁波（例えばマイクロ波）のドップラー効果を用いたドップラーセンサを使用することができる。さらに、検出精度が要求される場合には、複数のセンサを組合せて使用してもよい。
【００２６】
本発明の実施の形態に係る対話支援装置は、対話している２者のうち、一方の者（例えばミラーニューロン欠損者）を支援する装置である。図１には、欠損者４３０及び健常者４３２を示している。センサ部１１６は、健常者４３２のトランク動作を検出し、検出信号を制御部１００に伝送する。制御部１００のＣＰＵ１０２は、センサ部１１６から受信した信号に応じて可動機構部３００を制御し、欠損者４３０に対して、対話を支援する働きかけを行なう。
【００２７】
図２を参照して、可動機構部３００は椅子４００に装着されて使用される。可動機構部３００は、高圧空気源３０２、駆動部３０４、第１通気管３０６、第２通気管３０８、押出シリンダ３１２、引戻シリンダ３１４、シリンダ固定部材３１６、作用部材３１８、及び、これらを椅子４００に装着するための支持部材３２０を備えている。以下、押出シリンダ３１２、引戻シリンダ３１４、シリンダ固定部材３１６、及び作用部材３１８を、作動部３１０という。欠損者４３０は、可動機構部３００が装着された椅子４００に座り、健常者４３２と対話中に本対話支援装置による支援を受ける。
【００２８】
図２において、駆動部３０４は、制御用ケーブル１２０を介して制御部１００（より正確にはＩＦ部１１０）に電気的に接続されている。センサ部１１６は、センサ用ケーブル１１８を介して制御部１００に電気的に接続されている。センサ部１１６は、検出対象（健常者４３２）の動きを検出できるように、椅子４００又は支持部材３２０に固定されている。
【００２９】
高圧空気源３０２は、第１通気管３０６を介して、高圧空気を駆動部３０４に供給する。高圧空気源３０２には、例えばエアコンプレッサ、又は、高圧空気を予め封入しておいたボンベ等を用いる。
【００３０】
駆動部３０４は、高圧空気源３０２から供給される高圧空気を、第２通気管３０８を介して作動部３１０の押出シリンダ３１２及び引戻シリンダ３１４に供給する。このとき、駆動部３０４は、制御部１００のＣＰＵ１０２の制御を受けて、高圧空気源３０２から供給される高圧空気の作動部３１０への供給を開始又は停止する。
【００３１】
図３を参照して、作動部３１０を構成する押出シリンダ３１２及び引戻シリンダ３１４は、それぞれ３つ、合計６つ装備されている。なお、図３では、主として作動部３１０を示し、支持部材３２０は一部のみを示し、それ以外の構成要素は図示していない。
【００３２】
作動部３１０において、上段には、中央の引戻シリンダ３１４を挟んで、左右に２つの押出シリンダ３１２が配置され、下段には、中央の押出シリンダ３１２を挟んで、左右に２つの引戻シリンダ３１４が配置されている。３つの引戻シリンダ３１４は支持部材３２０に固定されている。３つの押出シリンダ３１２は、１つの作用部材３１８に固定されている。全ての押出シリンダ３１２及び引戻シリンダ３１４は、硬質の部材であるシリンダ固定部材３１６によって相互に固定されている。したがって、３つの押出シリンダ３１２は、シリンダ固定部材３１６及び引戻シリンダ３１４を介して、支持部材３２０に固定されている。
【００３３】
押出シリンダ３１２及び引戻シリンダ３１４として、バネシリンダを使用した場合の構成を図４に示す。押出シリンダ３１２は、ロッド３２４、バネ３３２、及び加圧室３２８を備えている。引戻シリンダ３１４も同様に、ロッド３２６、バネ３３４、及び加圧室３３０を備えている。作動部３１０は、押出機構部４１０及び引戻機構部４１２に区分される。押出機構部４１０は、押出シリンダ３１２、作用部材３１８及びクッション４０２から構成されている。引戻機構部４１２は、引戻シリンダ３１４及び支持部材３２０から構成されている。
【００３４】
電磁弁３４０、３４２は、例えば３ポートの通常閉の電磁弁である。電磁弁３４０、３４２は、駆動部３０４を構成し、制御部１００からの制御信号によって開閉する。これによって、電磁弁３４０、３４２は、それぞれ押出シリンダ３１２及び引戻シリンダ３１４への高圧空気の供給を制御する。
【００３５】
電磁弁３４０が開くと、高圧空気源３０２からの高圧空気が、押出シリンダ３１２の加圧室３２８に供給される。これによって、押出シリンダ３１２内の可動隔壁３３６が、バネ３３２の抗力を受けながら移動してロッド３２４を押出し、ロッド３２４に固定された作用部材３１８がクッション４０２を介して欠損者４３０の背中を押し、欠損者４３０の上半身は前方に移動する（前のめりになる）。電磁弁３４０が閉ると、高圧空気源３０２からの高圧空気は遮断され、押出シリンダ３１２の加圧室３２８内の空気は排気され、バネ３３２の復元力によって、可動隔壁３３６、ロッド３２４、及び作用部材３１８は元の位置に戻り、欠損者４３０の上半身も元の位置に戻る。
【００３６】
電磁弁３４２が開くと、高圧空気源３０２からの高圧空気が、引戻シリンダ３１４の加圧室３３０に供給される。これによって、引戻シリンダ３１４内の可動隔壁３３８が、バネ３３４の抗力を受けながら移動してロッド３２６を引戻シリンダ３１４内に引込む。ロッド３２６は支持部材３２０に固定されているので、相対的に作動部３１０全体が椅子４００に近づき、欠損者４３０の上半身は後方に移動する（後ろに反る）。電磁弁３４２が閉ると、高圧空気源３０２からの高圧空気は遮断され、引戻シリンダ３１４の加圧室３３０内の空気は排気され、バネ３３４の復元力によって、可動隔壁３３８、ロッド３２６、及び作動部３１０が元の位置に戻り、欠損者４３０の上半身も元の位置に戻る。
【００３７】
図５を参照して、本対話支援装置でＣＰＵ１０２が実行するプログラムの制御構造に関して説明する。ここでは、欠損者４３０が図２に示した椅子４００に座り、クッション４０２にもたれて、対面する健常者４３２と対話を行なうこととする。また、センサ部１１６として、イメージセンサ（例えばＷｅｂカメラ）及びドップラーセンサを使用する。
【００３８】
ステップ５００において、ＣＰＵ１０２は、終了の指示を受けたか否かを判定する。終了の指示を受けたと判定された場合、ＣＰＵ１０２はプログラムを終了する。そうでなければ、制御はステップ５０２に移行する。終了の指示は、例えば、制御部１００の電源スイッチのオフ、制御部１００に装備された操作部に対する操作等によって行なわれる。
【００３９】
ステップ５０２において、ＣＰＵ１０２は、イメージセンサからの信号を所定の期間受信して、ＲＡＭ１０６又はＨＤＤ１０８に時系列データの動画データとして記憶する。
【００４０】
ステップ５０４において、ＣＰＵ１０２は、記憶した動画データを解析してトランク動作が発生したか否かを判定する。トランク動作が発生したと判定された場合、制御はステップ５０６に移行する。そうでなければ、制御はステップ５０８に移行する。イメージセンサを用いたトランク動作の検出方法のうち、非特許文献１及び２等により公知である方法については概要のみ説明する。
【００４１】
ＣＰＵ１０２は、記憶した動画データを読出し、先頭フレームの画像において健常者４３２の顔領域を検出し、顔の中心位置、及び顔の大きさを決定する。ＣＰＵ１０２は、これらの値を用いて、画像中の上半身領域を決定する。例えば、一般的な人の体つきと姿勢とをテンプレート（基準画像データ）として、予め定めてＨＤＤ１０８に記憶しておけば、そのテンプレートを参照して、顔の位置及び大きさから、上半身の領域を特定することができる。例えば、図６のような基準画像データにおいて、顔領域に対応する円６００の中心点Ａ（ｘ，ｙ）及び半径ｒ、並びに、上半身領域６０２を予め定めておく。図６の場合、上半身領域６０２の左上の点Ｂの座標は（ｘ−２ｒ，ｙ＋１．５ｒ）、点Ｃの座標は（ｘ＋２ｒ，ｙ＋３．５ｒ）となる。
【００４２】
イメージセンサから取得した画像データから求めた顔領域に対応する円が、図６の円６００と重なるように、イメージセンサから取得した画像データを変換（平行移動、拡大又は縮小）すれば、イメージセンサから取得した画像データ上の、上半身領域６０２に対応する領域を決定することができる。画像データの変換は、円の中心が一致するように平行移動し、半径の比率に応じて、拡大又は縮小すればよい。
【００４３】
ＣＰＵ１０２は、イメージセンサから取得した先頭フレームの画像上の上半身領域が特定できれば、その後の時系列データについて、所定のフレーム間で、上半身領域における対応する各画素間の輝度変化（輝度値の差）を求め、それらの総和を計算する。得られた値が、所定の閾値より大きい場合（上半身領域における輝度変化が大きい場合）、上半身領域が前後に移動したと考えられるので、トランク動作が発生したと判定される。
【００４４】
なお、トランク動作は１秒程度（長くても数秒程度）の動作であり、急激な動作ではないので、上半身領域の輝度変化の総和を求めるフレームは、隣接するフレームに限らず、２フレーム以上間を空けたフレームであってもよい。
【００４５】
ステップ５０４においてトランク動作が発生していないと判定された場合、ステップ５０８において、ＣＰＵ１０２は、押出機構の作動を停止する。具体的には、ＣＰＵ１０２は、電磁弁３４０が閉状態になる制御信号を供給する。その後、ステップ５１０において、ＣＰＵ１０２は、引戻機構の作動を停止する。具体的には、ＣＰＵ１０２は、電磁弁３４２が閉状態になる制御信号を供給する。その後、制御はステップ５００に戻る。
【００４６】
トランク動作が発生したと判定された場合、ステップ５０６において、ＣＰＵ１０２は、ドップラーセンサからの信号を取得してＲＡＭ１０６に記憶する。
【００４７】
ステップ５１２において、ステップ５０６で取得したドップラーセンサからの信号を用いて、ＣＰＵ１０２は、測定対象（健常者）が接近しているか否かを判定する（以下、接近する動作を近接動作ともいう）。接近していると判定された場合、制御はステップ５１４に移行する。そうでなければ、制御はステップ５２０に移行する。
【００４８】
ドップラーセンサは、対象方向に向け、ある単一周波数（Ｆ１）の波を発し、対象から跳ね返ってきた波（Ｆ２）を受信し、送信周波数と受信周波数との変化を検出して、変化の正負に応じて、所定の信号（例えば、２つのレベルの信号）を出力する。例えば、Ｆ２＞Ｆ１（対象がセンサ側に向かって移動している）の場合、正の信号を出力し、Ｆ２＜Ｆ１（対象がセンサ側から離れるように移動している）の場合、負の信号を出力する。したがって、ＣＰＵ１０２は、ＲＡＭ１０６に記憶したドップラーセンサからの信号の正負を判定することによって、健常者４３２が接近しているか、遠ざかっているかを判定することができる。
【００４９】
ステップ５１４において、ステップ５０６で取得したドップラーセンサからの信号を用いて、ＣＰＵ１０２は、測定対象（健常者）が遠ざかっているか否かを判定する（以下、遠ざかる動作を遠離動作ともいう）。遠ざかっていると判定された場合、制御はステップ５１６に移行する。そうでなければ、制御はステップ５００に戻る。即ち、イメージセンサによってトランク動作が検出された場合でも、ドップラーセンサによってトランク動作が検出されなければ、駆動部３０４を作動させない。この二段階評価によって、判断ミスが少なくなる。
【００５０】
ステップ５１６において、ＣＰＵ１０２は、押出機構が作動中であるか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１０２は、電磁弁３４０を開状態にする制御信号を供給中であるか否かを判定する。押出機構が作動中であると判定された場合、制御はステップ５０８に移行する。そうでなければ、制御はステップ５１８に移行する。
【００５１】
ステップ５０８において、上記したようにＣＰＵ１０２は、押出機構の作動を停止する。その後、制御はステップ５００に戻る。
【００５２】
ステップ５１８において、ＣＰＵ１０２は、引戻機構を作動させる。具体的には、ＣＰＵ１０２は、電磁弁３４２を開状態にする制御信号を出力する。これによって、電磁弁３４２が開き、引戻シリンダ３１４に高圧空気が供給される。そして、図４を参照して上記したように、ロッド３２６がシリンダ内に引込まれ、作動部３１０全体が椅子４００に近づき、欠損者４３０の上半身は後方に移動する（後ろに反る）。その後、制御はステップ５００に戻る。
【００５３】
ステップ５２０において、ＣＰＵ１０２は、引戻機構が作動中であるか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１０２は、電磁弁３４２を開状態にする制御信号を供給中であるか否かを判定する。引戻機構が作動中であると判定された場合、制御はステップ５１０に移行する。そうでなければ、制御はステップ５２２に移行する。
【００５４】
ステップ５１０において、上記したようにＣＰＵ１０２は、引戻機構の作動を停止する。その後、制御はステップ５００に戻る。
【００５５】
ステップ５２２において、ＣＰＵ１０２は、押出機構を作動させる。具体的には、ＣＰＵ１０２は、電磁弁３４０を開状態にする制御信号を出力する。これによって、電磁弁３４０が開き、押出シリンダ３１２に高圧空気が供給される。そして、図４を参照して上記したように、ロッド３２４が押出されて、作用部材３１８がクッション４０２を介して欠損者４３０の背中を押し、欠損者４３０の上半身は前に移動する（前のめりになる）。その後、制御はステップ５００に戻る。
【００５６】
制御がステップ５００に戻った後、終了と判定されるまで、ステップ５００〜ステップ５２２の処理が繰返される。
【００５７】
以上により、対話相手である健常者４３２のトランク動作、及び、トランク動作が近接動作であるか、又は遠離動作であるかを検出し、検出結果に応じて、欠損者４３０に、健常者４３２と同じトランク動作をさせることができる。したがって、欠損者４３０は、違和感なく自然に対話できている印象を、健常者４３２に与えることができる。予め、欠損者４３０に作動部３１０の動作の意味を説明しておけば、欠損者４３０自らも作動部３１０の動きに合わせて、上半身を動かすことができるので、より自然な対話を行なうことができる。また、本対話支援装置を用いて訓練を繰返すことで、欠損者４３０は、トランク動作を効率的に学習することができる。
【００５８】
上記では、イメージセンサとドップラーセンサとを組合せて使用する場合を説明した。これは、ドップラーセンサのみを使用した場合、上半身の動作と手の動作とを判別することが難しく、イメージセンサのみを使用して、真正面から対面話者を撮像した場合には、近接動作であるか遠離動作であるかを判定することが難しい場合があるからである。しかし、イメージセンサ及びドップラーセンサを使用する場合に限定されない。トランク動作を検出することができればよい場合には、イメージセンサ及びドップラーセンサの何れか一方のみを使用してもよい。
【００５９】
また、イメージセンサのみを用いて、トランク動作時の上半身の前後動作を判定してもよい。例えば、撮像された画像中の顔領域を検出し、その大きさ（例えば、顔領域の外接円の直径）の時間変化を求めることによって、前後動作を判定することができる。検出された顔領域の大きさが、大きくなるように変化していれば、イメージセンサに近づく動作（近接動作）であり、小さくなるように変化していれば、イメージセンサから遠ざかる動作（遠離動作）であると判定することができる。
【００６０】
また、センサ部として、２つのカメラ（イメージセンサ）を用いて、取得した２枚の画像データをステレオ処理して、観測対象者の近接動作及び遠離動作を判定してもよい。また、２つのカメラから得られる動画データをそれぞれ処理して、顔の中心位置の移動方向から、観測対象者の近接動作及び遠離動作を判定してもよい。例えば、欠損者の左側に配置されたカメラで撮像した画像において対話相手（健常者）の顔の中心が右方向に移動し、同時に、右側に配置されたカメラで撮像した画像において対話相手（健常者）の顔の中心が左方向に移動していれば、近接動作と判定することができる。また、欠損者の左側に配置されたカメラで撮像した画像において対話相手（健常者）の顔の中心が左方向に移動し、同時に、右側に配置されたカメラで撮像した画像において対話相手（健常者）の顔の中心が右方向に移動していれば、遠離動作と判定することができる。
【００６１】
また、１台のカメラを、対話相手（健常者）の側面を撮像する位置に配置して、トランク動作を検出してもよい。例えば、連続する３フレームの画像Ｐ１〜Ｐ３において、Ｐ１及びＰ２間の輝度変化が起こったピクセルの重心位置、及び、Ｐ２及びＰ３間の輝度変化が起こったピクセルの重心位置を求める。さらに、得られた２つの重心位置の変化、即ち移動ベクトルを求める。これによって、動作方向を得ることができる。得られた移動ベクトルが水平方向となす角度が、±２０度以内（前方又は後方）であれば、トランク動作が発生したと判定することができる。前方であれば近接動作、後方であれば遠離動作と判定することができる。この方法であれば、ノイズとなる動作を除外することができる。例えば、対話相手（健常者）が、髪に手を触れて戻すような、手の上下動があったとしても、その動作方向は、水平に対して±２０度よりも大きいのでトランク動作とは判定されない。
【００６２】
また、図５に示したフローチャートは種々変更して実施され得る。例えば、ドップラーセンサで動きを検出する処理を行ない、動きが検出された後に、イメージセンサのデータを用いてトランク動作であるか否かを判定してもよい。また、これらの処理を並行して行ってもよい。
【００６３】
また、上記では、トランク動作の近接動作又は遠離動作を判定した後、直ちに電磁弁を制御する場合を説明したが、これに限定されない。トランク動作の近接動作又は遠離動作が判定されてから、さらに所定の遅延時間Ｔｄの後に、電磁弁を制御してもよい。これによって、欠損者の動作に、反応潜時（視覚による認知に要する時間、及び筋肉を稼働させて動作を発現させるのに要する時間）を導入することができ、欠損者の動作がより自然になる。センサ部からの信号を取得してからトランク動作の近接動作又は遠離動作の判定に要する処理時間Ｔｃは、制御部の性能によって異なるので、処理時間Ｔｃと遅延時間Ｔｄとの合計（Ｔｄ＋Ｔｃ）が、０．３〜１秒になるように、遅延時間Ｔｄを設定することが好ましい。
【００６４】
上記では、電磁弁の開閉によって、高圧空気源３０２からの高圧空気を、押出シリンダ３１２及び引戻シリンダ３１４に供給する場合を説明したが、押出及び引戻速度をスムーズにすることが好ましい。押出及び引戻速度を調節する機構を備える構成を、図７に示す。
【００６５】
図７は、図４に示した押出機構部４１０に対応し、電磁弁３４０（符号Ｒは圧縮空気排出口を表す）と押出シリンダ３１２との間にスピードコントローラ３５０が配置されている。スピードコントローラ３５０は、押出シリンダ３１２に供給される高圧空気の供給速度を調節するためのニードルを備えている。ニードルを操作して、作用部材３１８の押出動作がスムーズになるように調節する。図７の機構の動作は、図４に示した押出機構部４１０の動作と同じであるので、説明を繰返さない。
【００６６】
また、図４の引戻機構部４１２に関しても同様に、電磁弁３４２と引戻シリンダ３１４との間にスピードコントローラを配置することができる。同様に、ニードルを操作して、作動部３１０の支持部材３２０への接近動作がスムーズになるように調節する。動作は、図４に示した引戻機構部４１２の動作と同じであるので、説明を繰返さない。
【００６７】
また、バネシリンダを使用せずに、押出機構部４１０及び引戻機構部４１２を構成してもよい。例えば、図８に示したように、バネシリンダを使用せず、空気圧で２方向に移動させる複動シリンダを使用することができる。図８に示した押出機構は、図４の機構と異なり、電磁弁３４４（符号Ｒは圧縮空気排出口を表す）、レギュレータ３５２、及びスピードコントローラ３５０を備えており、押出シリンダ３１２の代わりに、バネを使用しない複動シリンダ３４６を備えている。レギュレータ３５２は、電磁弁３４４側の圧力と、高圧空気源３０２側の圧力とを調節するためのものである。ここでは、レギュレータ３５２の右側の圧力は、左側（高圧空気源３０２側）の圧力よりも低く、且つ大気圧よりも高いように調節されている。電磁弁３４０は、通常開（非通電時開）の３ポート電磁弁である。電磁弁３４４は、通常閉（非通電時閉）の３ポート電磁弁である。
【００６８】
図８の（Ａ）は、電磁弁３４０及び３４４が通電されていない状態（電磁弁３４０は閉、電磁弁３４４は開）を示す。このとき、可動隔壁３５６の左側の空間は、スピードコントローラ３５０を介して電磁弁３４０によって開放されており、大気圧になっている。可動隔壁３５６の右側の空間は、電磁弁３４４を介して、レギュレータ３５２によって供給される圧力（大気圧よりも高圧）になっている。したがって、可動隔壁３５６は可動範囲の左側端に位置する。
【００６９】
図８の（Ｂ）は、電磁弁３４０及び３４４が通電された状態（電磁弁３４０は開、電磁弁３４４は閉）を示す。このとき、可動隔壁３５６の左側の空間には、電磁弁３４０（開）を介して、高圧空気源３０２から、高圧空気が供給される。一方、可動隔壁３５６の右側の空間は、電磁弁３４４（閉）によって開放され、大気圧になる。したがって、圧力差によって、可動隔壁３５６は右に移動する。これによって、ロッドが押出され、作用部材３１８及びクッション４０２が右側に移動する。
【００７０】
ロッドが押出された状態から、再度、電磁弁３４０及び３４４が通電されなくなれば、電磁弁３４０は閉、電磁弁３４４は開になり、上記と同様に、可動隔壁３５６の左側の空間の圧力は大気圧になり、右側の空間は、大気圧よりも高い圧力になる。したがって、可動隔壁３５６の左右の圧力差によって、可動隔壁３５６は左に移動し、元の位置に戻る。
【００７１】
また、図２及び図３に示した押出シリンダ３１２及び引戻シリンダ３１４の配置、並びにそれらの数は上記に限定されない。作用部材３１８を一様に移動させ、椅子４００に座った欠損者４３０の背中に一様に力を加えることができる数及び配置であればよい。また、シリンダの代わりに、エアバッグ等を用いてもよい。即ち、制御部の制御を受けて、拡大又は収縮可能なものであればよい。
【００７２】
また、電磁弁は上記した３ポート電磁弁に限定されない。また、作動部３１０を作動させるために使用される気体は、空気以外のガスであってもよい。例えば、人体に無害な不燃性のガスを使用してもよい。また、気体に限らず液体を使用してもよい。例えば、油圧機構を用いてもよい。
【００７３】
また、上記では、欠損者の背中を押す機能と、背中を引く（椅子に近づける）機能との両者を有する場合を説明したが、何れか一方の機能のみを有していてもよい。
【００７４】
上記では、本対話支援装置は、欠損者の健常者との対話を支援する装置であり、欠損者がトランク動作を学習するためにも使用され得ることを説明したが、それ以外の用途にも使用可能である。例えば、本対話支援装置は、視覚障害者のトレーニング用として、さらには、視覚障害者が実際に対話するときの支援装置として使用することができる。本対話支援装置を使用することによって、視覚障害者は、対話相手のトランク動作に応じて、自分の体をトランク動作させることができる。また、視覚障害者は、背中から相手の動作を知ることが可能であるので、より多くの情報を得ることができる。
【００７５】
また、本対話支援装置は、老人又は認知症者等の介護支援にも適用することができる。具体的には、本対話支援装置を装着した椅子にダミー人形を座らせて、老人又は認知症者の話し相手（聞き役）とすることができる。老人又は認知症者が話しかけても、人形が動かなければ、老人又は認知症者は、人形に対して話すことを止めてしまい、別の話し相手を探そうとする。これに対して、図２に示したように本対話支援装置が装着された椅子に人形を座らせた場合、老人又は認知症者が上半身を動かせば、人形も同様の動きをする。したがって、老人又は認知症者が、長い時間人形に話しかけつづけることが期待できる。それによって、介護者がつきっきりになる必要がなくなり、介護者の負担を軽減することができる。高度な人間型ロボット等は高価であるが、本対話支援装置であれば比較的安価に実現可能である点でも有効である。
【００７６】
また、上記では、欠損者の背中に直接的に力を加える場合を説明したが、これに限定されない。欠損者に動作のタイミングを知らせるだけでもよい。その場合には、図２において作動部３１０の代わりに、ゴム風船のような、大気圧と圧縮空気の気圧差によって、膨張／収縮する物を使用することができる。例えば、図９に示した膨張収縮部材は、矢印で示した開口部から圧縮空気を注入又は排出することによって、（Ａ）〜（Ｃ）で示したように膨張又は収縮する。
【００７７】
図１０は、図２の押出機構部４１０及び引戻機構部４１２を、それぞれ膨張収縮部材３６０及び３６２で置き換えた構成である。センサ部１１６によって、健常者４３２のトランク動作、及び、トランク動作が近接動作であるか又は遠離動作であるかを検出した場合、検出結果に応じて、膨張収縮部材３６０及び３６２の何れかに高圧空気が供給される。高圧空気が供給された膨張収縮部材は膨張する。欠損者４３０は、膨張収縮部材３６０及び３６２をそれぞれ左右の手に持つ、又は、左右のポケットに入れておく。トランク動作が接近動作又は遠離動作である場合に、何れの膨張収縮部材が膨張するかを欠損者４３０が予め知らされていれば、欠損者４３０は、膨張収縮部材３６０及び３６２の何れが膨張したかによって、対話相手である健常者４３２のトランク動作と同様のトランク動作を、適切なタイミングで行なうことができる。なお、欠損者４３０が、健常者４３２の動作を見て、健常者４３２の動作が接近動作であるか、遠ざかる動作であるかを判定できる場合には、トランク動作であることを欠損者４３０に知らせることができればよいので、膨張収縮部材は１つでよく、膨張収縮部材を膨張させる機構（電磁弁）も１つでよい。その場合には、センサによってトランク動作が検出できればよく、接近する動作であるか又は遠ざかる動作まで検出できなくてもよい。
【００７８】
また、対話相手のトランク動作が検出されたことを、欠損者に伝える器具は膨張収縮する部材に限定されない。気圧によって変形する密閉器具又は弾性アクチュエータで、通気管の端部を封じてもよい。また、通気管の端部に何も装着せずに、対話相手のトランク動作が検出されたときに、欠損者に空気を吹きつけてもよい。
【００７９】
また、手首等に装着できる器具であってもよい。その場合、人に力を加える作用部は、皮膚に振動を与える装置、電極を皮膚に接触させて微弱な電気刺激を与える装置等であってもよい。
【００８０】
また、本対話支援装置は、携帯型の装置であってもよい。その場合、センサ部は、眼鏡、衣服の胸ポケット、衣服の肩部分に装着すればよい。制御部からの電磁弁の制御は、ワイヤレス（無線、赤外線等）によって行なってもよい。
【００８１】
以上、実施の形態を説明することにより本発明を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１００    制御部
１０２    ＣＰＵ
１０４    ＲＯＭ
１０６    ＲＡＭ
１０８    ＨＤＤ
１１０    インターフェイス部（ＩＦ部）
１１２    バス
１１６    センサ部
３００    可動機構部
３０２    高圧空気源
３０４    駆動部
３１０    作動部
３１２    押出シリンダ
３１４    引戻シリンダ
３１６    シリンダ固定部材
３１８    作用部材
３２０    支持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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