HAIシンポジウム2007

1D-2

Human-Agent Interaction Simposium 2007

自律ロボットのしぐさに対する行動理解に与える影響に関する研究
小田桐良一Ý
〒  兵庫県尼崎市南塚口町   Ý  Ý 園田学園女子大学 未来デザイン学部

あらまし

自律型ペット型ロボットを，ユーザからのコミュニケーションに対して何らかのしぐさで反応を返し，その感情を解釈するモデルと捉えたとき，ペット型ロボットとユーザとの一連のコミュニケーションの間で，しぐさが実際の動物よりも可愛い反応が返ってくると考えているか，ロボットの予想外の行動をどう理解するかを検証した．
その結果，ロボットとのコミュニケーションの中で寛容に評価する人が多く，必ずしも予想外のしぐさに対して悪い印象をもつ訳ではないという興味深い結果を得た．
キーワード 自律ロボット，ペット型ロボット，しぐさの理解，予想外        ÝÝ     ! "# $ %

& '(  ) * "+ +  # ,-"#  .   Ý  "  *#                                                                                                                                                  
½º は じ め にモデルと捉えたとき，ペット型ロボットとユーザとの一連のコミュニケーションの間で，ロボットのしぐさが実際の動物より近年の技術進化による小型化や低価格化によってペット型のも可愛い反応が返ってくるだろうと考えているのではないか，自律移動ロボットや掃除ロボットなどが一般家庭に普及してき自律ロボットの予想外の行動をどのように理解するのかを明らつつあり，介護やうつ病等の治療や老人ホームでの憩いの場とかにするための調査を行う．

いった日常生活の中で活躍することも増えてきている．人間とペット動物との関係と同様な人間とペット型ロボットとの関わりの中で，名前を付けたりして触れ合うちに次第に距離が縮ま¾º 経験から得られる行動理解¾º ½ しぐさの理解

り愛着が沸くことで，そのしぐさが実際のペット動物よりも可

ペット型自律ロボットを人間からの なでる 等の行為によ愛いと考えている傾向もある．人間が自律ロボットのしぐさをる入力に対して，何らかのしぐさ（行動）で反応を返すという可愛いと理解し感じるのは自身の経験から得られた予想されるコミュニケーションの枠組みで捉えた時，多少の異なりがあっしぐさと差異のない状態であるといえる．しかし，特に予想外たとしても，人間が実際に動物に対して なでる 行為をしたのしぐさに対して人間はどのように感じ理解をしているのかは場合に 喜ぶ 等の反応が返り， たたく といった行為をした

あまり明らかにされていない．

場合に 悲しむ 等の反応が返ってくるという経験から， 可愛

そこで本研究では，ユーザとペット型ロボットとの関わりを，い といったしぐさであると自分自身で受け入れ，知識としてペット型ロボットをユーザからのコミュニケーションに対して獲得し取り入れていることは大抵の人間にとっては共有してい何らかのしぐさで反応を返し，ユーザが感情や行動を解釈するることである（図 ）．

-1-᠜ߢࠆ

HumanbeingPetanimalሜߒ޿ߒߋߐ

CD図นᗲ޿ カプリロ    
図コミュニケーションモデル さ（行動）をどのように理解し，受け入れているのを実験的に明らかにする．

¿º 自律ロボットのしぐさ  ペット型ロボット ߒߋߐߩ↢ᚑ

本研究で用いた   （ ，）は，人間のジェスチャをセンサによって認識することが可能で，本体のそのものの動きと  （ 色）ドットマトリクスを用いたアイグラߒߋߐフィックまたはアイモーションによってコミュニケーションをとることをに重点を置かれたペット型自律ロボットである（図⚻㛎ⴕേ࡮ᗵᖱ）．
本体には  つのサーボモータと  つの車輪を持ち，赤外線対物センサ，肉球（接触）センサ，ロータリーセンサ，なでなで（）センサ，明るさセンサ，傾斜センサ，光フェロモン（赤外線信号）センサ，ジェスチャーセンサ（赤外線反射型）の ⚻㛎図

種  名称のセンサを搭載している．また内部には 経験則のプログラム化

          言語開発環境としてライブラリ（ている．このつまり，人間が 可愛い などと理解するペット型ロボットのしぐさは，赤外線センサや接触センサなどからの入力に対して，設計者によって記述されたプログラム通りのしぐさを反射的に返しているだけであるが，設計者が体験から得たものが経験則として共有されており，自身の体験と合致するしぐさであれば抵抗なく受け入れられ，理解できる行動に満足することで可愛い や 面白い と感じるのではないかと考えられる（図）．

予想外のしぐさに対する行動理解

設計者によってペット型ロボットに記述されたプログラムは，期待通りに 可愛い と感じるしぐさを実行するようになっていることがほとんどである．しかし，予想外のしぐさ（行動）が実行された場合に，ユーザとペット型ロボットのインタラクションにどの様な影響を与えているか，人間がどのように感じるのかや，どのように返ってきたしぐさを理解しているのかはあまり明らかにされていない．
そこで本研究では，ユーザとペット型ロボットのコミュニケーションの中で，ペット型ロボットから返ってきた予想通りのしぐさや予想外のしぐさをどのように感じどのように行動を理解し対応しているのかに注目して，自律ロボットの予想外のしぐ

系の  を搭載しており， 言語によるプログラミング可能な ）の提供がされ によってセンサの反応に応じて何らかのしぐさを返す制御プログラムを作成することができる．この時，それぞれのセンサからの入力に対して，音の発生やロボット本体の動作，目の表情の表示に相当するアイグラフィックやアイモーションをどのように設定するかは自由に行える．動作プロ
グラムは， 上でクロスコンパイラなどにより  に転送するための  ファイルを生成し，モニタプログラムによりシリアル転送および実行を行う．

しぐさの生成

ペット型自律ロボットのしぐさに対する人間の理解を調べるために，今回は通常の状態（図  ）と本体の頭部を上に向け手で持ち上げた状態（図  ）で， なでる や 触る などそれぞれ  通りのセンサ入力を用意することにした．これらの入力に反応して，予想通り・可愛いと感じるだろうしぐさ，予想外・変だと感じるだろうしぐさを，各しぐさの  回目と  回目
では異なったしぐさを返すような表  に示す計  種類のしぐさの生成を行った．すなわち，人間からの行為に対して，効果音の発声（! "#$），腕や体の動き（! "%&"$），アイグラフィックやアイモーションでの表情及び色（'! '() *+,-&.'()$&/%&"$）をどのように反応するかを指定する．
この時の，設計者の意図として，予想通りであると評価されることを想定した 嬉しい や体を振られたことによる 目を-2-表ÆÓº のしぐさ行為
撫でる（頭）

表   

予想される評価       !   動作

， ワーイ
撫でる（頭）

，，，，

変・予想外・壊れている 通常→ニコニコ，，，，

予想通り・普通・可愛い 嬉しい（長），，， ニャー（不思議） 後退（フリフリ走行）
 キラーン！

のどを触る アンケートによる行動理解調査

 驚き（普）

  しぐさ理解の評価

 ありがとう（少し前進） 通常（赤）のどを触る ニャー（甘え） ノリノリ ラブラブ

左肉球を触る

 甘える
 伸び

しぐさの評価方法としては，ユーザからの行為に対して自律ロボットから返されたしぐさが「予想通り」や「可愛い」と理解した行動であるなら正の値に，「予想外」や「変だ」と理解した行動であるのなら負の値にと 

行動理解のアンケートは，椅子に座った状態の被験者に，机 （橙）

左肉球を触る

右肉球を触る 運命の上に置かれているペット型自律ロボットに対して実際に な あくびでる や 押す 等の  種の行為をランダムな順序で計  回ず   （赤）つ行ってもらい，その時々に返されたしぐさを各項目毎に  段

 ゲームオーバー ゆっくり両手上げ Æ   （赤）

右肉球を触る 嬉しい（長）階評価をする形式で行った．本学の情報コミュニケーション学科の学生を主にして 〜 歳の女性  名（大学生  名，社会人

図 ， に評価項目毎のアンケート調査によるしぐさ別の評価   （橙）



上下に振る

上下に振る

 怖い（長）ち「予想通り」から「予想外」の範囲でどちらに評価をしたか 目が回るの比率である．しぐさ ピーー
 ギョロギョロ   （赤）

左肉球を触る

左肉球を触る 怒り（小） ピッピッピッキーン （橙）

左肉球を触る

両肉球を触る

両肉球を触るで の評価がされなかったのを除いては，同様

図  から，各ユーザの「予想との隔たり」を見てみると，しぐさ （ （¾¾½½

·½

·½·¾

·¾   ）やしぐさ  ）はユーザが予想したしぐさを返していると評価した代表的なものであり，逆に，しぐさ（¾¾½·½ ·¾
·½ ·¾½  ） ニャー（元気）やしぐさ  （ ヤダヤダ（手をバタバタ）が予想外と評価されたしぐさの代表であると読み取れる．同様

 燃えるに，図 ニャー（悲）

（ 両手おろす（ シクシク
だ」の範囲でどちらに評価をしたかの比率である．しぐさ に正負どちらの評価も存在する結果となった．

 左手あげて軸の評価も，各しぐさ毎の全回答者のうち「可愛い」から「変   （赤） ファンファーレ（中）の縦いては，正負どちらの評価も存在する結果となった．図としぐさ  （オリジナル）
左肉球を触るで  の評価がされなかったのを除 手を交互に上げ下げ 動きなし


結果を示す．図  の縦軸の評価は，各しぐさ毎の全回答者のう 両手上げ Æ お座り名）の被験者からの回答を得た．

  調査結果と行動理解の分析 右手でやあ の  段階でそれぞれをどの様に感じたかで評価することとした．

 ファンファーレ三三七拍子
 三三七拍子（直立） 通常（赤）¾
¾）

から各ユーザの「可愛い／変」については，しぐさ 

½
½

·½
·½

·¾
·¾）やしぐさ    ）はユーザが可愛いしぐさであると評価した代表的なものであり，しぐさ（（¾¾½½·½ ·¾    ）やしぐさ 
·½ ·¾    ）はユーザが変なしぐさであると評価した代表であると読み取れる．
回す 等のしぐさと，予想外の行動であると評価されることを想定したしぐさを表  に示す．

以上のことから，「予想通り 予想外」と「可愛い  変だ」の個々の評価項目から総合して，しぐさ  ，しぐさ 
想通りで可愛い」しぐさである評価をし，しぐさは「予を「予想外で変である」しぐさであると評価された結果となった．

-3-㩿㪜㫍㪸㫃㫌㪸㫋㫀㫆㫅㪀੍ᗐㅢ䉍㩿㪂㪉㪀੍ᗐㅢ䉍㩿㪂㪈㪀੍ᗐᄖ㩿㪄㪈㪀表੍ᗐᄖ㩿㪄㪉㪀㪈㪇㪇㩼

しぐさ  の評価（人）      変だ 㪎㪌㩼

予想外予想通㪌㪇㩼     可愛い

!

!





!

!

!



!

!

㪉㪌㩼

しぐさ  で負の評価表

 㪇㩼

㪈㪘㪈㪙㪉㪘

㪉㪙

図㪊㪘㪊㪙㪋㪘㪋㪙㪌㪘㩿㩷㪞㪼㫊㫋㫌㫉㪼㪀㪌㪙㪍㪘

評価調査結果（予想通り㩿㪜㫍㪸㫃㫌㪸㫋㫀㫆㫅㪀㪍㪙㪎㪘㪎㪙㪏㪘㪏㪙予想外）

     นᗲ䈇㩿㪂㪉㪀นᗲ䈇㩿㪂㪈㪀ᄌ䈣㩿㪄㪈㪀ᄌ䈣㩿㪄㪉㪀㪈㪇㪇㩼  "#         でも負の評価 各しぐさで負の評価 $!!! $



%& $% $%'( $&& $%& $

!!! $平均

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%% $表㪎㪌㩼

しぐさ  で正の評価

   )   "#         でも正の評価 各しぐさで正の評価㪌㪇㩼㪉㪌㩼!!! $% $

%!! $ $%'& $(& $!!! $&& $平均 $& $㪇㩼㪈㪘㪈㪙㪉㪘㪉㪙図㪊㪘㪊㪙㪋㪘㪋㪙㪌㪘㩿㩷㪞㪼㫊㫋㫌㫉㪼㪀㪌㪙㪍㪘

評価調査結果（可愛い  㪍㪙㪎㪘㪎㪙㪏㪘㪏㪙変だ）

     

さ  に対しての評価が，正の値への評価と負の値への評価をした回答者が  ¾   ½    ·½  ·¾         と同数となっていた．そこで，しぐさ  を正の値に評価した

  予想外のしぐさに対する評価

回答者と負の値に評価した回答者が，他のしぐさをどのように個々のしぐさに対する評価では，ペット型ロボットを上に評価したのかを調べてみることにした．

 は，悲しい 音や表情をまず，しぐさ  以外で「可愛い」と評価したしぐさ ， 

表出したり 三三七拍子 の動作をすることで，各評価項目と「変だ」と評価したしぐさ ，  の評価の割合での比較で負の評価をされると想定して生成をした．しかし，しぐを表 ， に示す．表

さ がた回答者は，「変だ」と評価をしているしぐさ  に対しては向けた状態で行うしぐさ  ¾   ½  ·½  ·¾     ，
 ¾   ½  ·½  ·¾      でし ぐ
 ，さ  が  ¾   ½  ·½  ·¾      ¾   ½  ·½  ·¾       という各項目でから，しぐさ  で負の値の評価をし  （   人）と非常に高い割合で負の値への評価を行っているものも含め，平均で  の回答者が    の各しぐさでも負の評価を行っていた．さらに，  の結果を得ており，全体的には「予想外であるが可愛い」しぐ

 の各しぐさで負の評価をした回答者がしぐさ  をどのよさであるとという評価となり，設計者の意図とは離れた結果とうに評価をしたかを見てみると，しぐさ  も負の値に評価をなったものがあった．

した回答者が平均で が存在するために，各しぐさとの比に示す回答者が各評価項目をどの較では高い割合で負の値の評価をしていることになる．このこ様に評価したのかを調べたころ，「予想外」と「変だ」なしぐさとから，負の値へ評価をした回答者は他のしぐさでも負の値のであると理解したした回答者が多く存在していることが分かる．

評価をしている傾向があると考えられる．

しぐさ  において，表となってしまうた

同様に，しぐさ  を可愛いと正の値に評価した回答者も，めに，用意したしぐさ全体からでは中間的な評価となってしま

表  からしぐさ  で正の値へ評価をした回答者のうち，他のこれは，重み付けした評価の総合得点では

 ，各うが，中間的なものより両極端な評価をされた結果であると考各しぐさでも正の値への評価を行った比率が平均でえられる．

しぐさで正の値に評価をした回答者のうち平均で   がしぐ

さ  を正の値に評価を行っており，負の評価のときと同様に，評価の傾向

アンケート調査結果から，「可愛い変だ」の評価項目でしぐ

正の値へ評価をした回答者は他のしぐさでも正の値の評価をし-4-ている傾向があった．
以上のことから，人間からの行為を受けてペット型自律ロボットが反応し返される何らかのしぐさに対し，厳しく行動を理解をする傾向があるグループと，ある程度変であると理解しても寛容に行動を評価する傾向にあるグループの存在があると考えられる．さらに，しぐさ ，  での評価結果とも併せて，人間とペット型自律ロボットとのコミュニケーションに対しては寛容な評価をする人間が多く，必ずしも予想外のしぐさに対して悪い評価をしない傾向があるといえる．

 おわりにユーザがペット型自律ロボットのしぐさを理解するには，ある程度の動きが必要であり，しぐさに付随するアイグラフィックや音なども理解するための判断材料となっており，楽しそうな音や派手に表示されるアイグラフィックのような明るいイメージのものが好まれる傾向となっていた．また，人間は自分に対して向かってくるしぐさは予想外だと感じる傾向があった．さらに，必ずしも人間はおかしなしぐさに対して予想外・変だと感じる訳ではなく，本体の動きの情報以外にもアイグラフィックまたはアイモーションや音などからの情報も得て総合的に判断していることが調査結果より分かった．
また，ほとんどの回答者が正の値に評価しているしぐさでも，負の値への評価をした回答者も存在していることから，自律ロボットのしぐさの行動を理解する際に，厳しく評価するタイプと寛容に評価するタイプの大きく  つのグループが存在していることが明らかとなった。
今後の実験では，ユーザが「予想外であるが可愛い」といった受け止め方の評価をする際に，ペット型ロボットのしぐさを「ロボットが行っている」と見ているか，「犬や猫などのペット動物が行っている」と見ているかの情報を取り入れながら，ユーザにとっては予想外であるしぐさが表出された時に，そのしぐさをどの様に理解しようとしているかを明らかにしていきたい．
謝辞

本研究を推進するにあたり，制御プログラムの作成およびアンケート調査の実施に協力していただいた園田学園女子大学国際文化学部情報コミュニケーション学科の島津真由さんと足立彩子さんに深く感謝をいたします．
文

献： わ が ま ま カ プ リ ロ ， !"#"$%&'(編集部：. プログラムで制御するネコ型ロボット（），)* +,- ，/0 12，3435，（'&&'）．
4)* +,-
編集部：. プログラムで制御するネコ型ロボット（'），)* +,- ，/0 16，'542，（'&&'）．
2
島津真由，小田桐良一 ロボットのしぐさが及ぼす行動理解に関する研究，情報コミュニケーション学会第 2 回全国大会発表論
文集，7'&， 8'&&09
6
小田桐 良一自律ロボットのしぐさが及ぼす行動理解のための基礎的調査，: （情報科学技術フォーラム）'&&0 一般講演論文
集; /4，6&76& （'&&0）．
')* +,-

-5-