情報処理学会 インタラクション 2021
IPSJ Interaction 2021

INT21010
2021/3/10

ビデオ通話アプリの相手映像と分離／結合した
身体接触デバイスの効果検証
田中 一晶†1黛 礼雄†1

髙橋 ともみ†1 髙木 将†1 岡 夏樹†1

概要：等身大表示のビデオ通話に身体接触デバイスとしてロボットハンドを組み合わせて握手を再現することは，相手との空間共有感（同じ空間にいる感覚）や社会的結合（親密な関係を築く絆）を強める上で有効であることが知られている．一方，スマートフォンのような携帯端末でのビデオ通話でも同様の効果が得られるかは明らかになっていない．携帯端末でのビデオ通話では，縮小表示された相手の身体と，相手の手の代替である等身大のロボットハンドの間に寸法的な矛盾が生じる．また，携帯端末とロボットハンドが分離している場合，映像上の相手の手の位置とは異なる場所で身体接触が行われると位置的な矛盾も生じる．本研究では，これらの矛盾が生じても身体接触を再現することが相手との空間共有感や社会的結合を強めるのか調査した．実験では，ロボットハンドを介して実験者と手を握り合いながら行う会話において寸法的矛盾のみ生じる条件と両方の矛盾が生じる条件を設定し，携帯端末での通常のビデオ通話と比較した．その結果，空間共有感はいずれの矛盾があっても強化されたが，社会的結合は寸法的矛盾のみ生じる条件でしか強化されず，位置的矛盾によるマイナスの影響を受けやすい可能性が示唆された．空間共有感の強化には，会話の流れとロボットハンドの動きとの同期が起因している可能性があり，相手がロボットハンドを動かしているという信念が空間共有感を強めたものと考えられる．一方，社会的結合の強化には，相手映像とロボット
ハンドとの位置的な一貫性が起因している可能性があり，相手の手を握っていると視覚的に感じられることが社会的結合を強化する上で有効であると思われる．

1. はじめには，実験者との距離が近い場合と遠い場合で異なり，透明な板越しに見た場合には，遠い場合と同様のニューロンが家族，恋人，友人等の親しい間柄を維持・構築するため活性化することが分かっている[2]．人間の場合でも同様のの絆（社会的結合）は離れた場所で暮らしていると弱まる

脳の働きが起こっているならば，ディスプレイ越しであるという問題がある．その影響として，単身赴任での孤独感という認知が相手を身近に感じることを阻害している可能からうつ病を発症することや，会えない寂しさから離婚に性がある．

発展したり，遠距離恋愛の成功率が低くなったりといった

そこで，ビデオ通話にテレロボティクスの技術を組み合社会問題が起こっている．最近では COVID-19 による外出

わせるアプローチが提案されている．その 1 つとして，ロ

自粛要請によって会えない恋人同士が別れてしまうコロナ

ボットハンドで相手と握手をする効果が検証されており，破局という言葉も聞かれるようになった．また，外出自粛

相手と同じ空間にいる感覚（空間共有感）が強化されるこは新たな人間関係を構築する上でも障害になっている．例とが分かっている[3]．この結果から，相手と疑似的に身体

えば，オンライン講義で大学に通えない学生は，新しい友接触が行えることでディスプレイ越しであるという認知が人関係を築くことに苦労しており，孤独感を感じていると変化した可能性が考えられる．また，ロボットハンドによいう問題がある．

って再現された握手であっても相手への親しみを与えられこのような社会問題の解決に向けて，遠隔コミュニケー
ション分野では，離れた場所にいる人との会話を対面会話ることも分かっており，社会的結合を強められる可能性も考えられる．

に近づける技術が研究されてきた．その基本的なアプロー

この先行研究の知見によると，図 1 に示すように，相手

チは，相手の姿や振る舞いを高精細な等身大映像で提示すの等身大映像と実空間のロボットハンドとの位置的な一貫ることである[1]．現在は 4K や 8K の大型液晶テレビが普性（以下，位置的一貫性と呼ぶ）があるように相手映像の及しており，非常に高精細な映像でのビデオ通話が可能に

腕の先にロボットハンドを設置することが空間共有感の強なっている．しかしながら，これ以上高精細化が進んでも化に有効であることが示されている．また，検証は行われ人の目では違いを認識しにくくなるため，映像を高精細化ていないが，等身大映像と実寸大のロボットハンドを用いするアプローチには限界が来ていると言える．また，どれていることから寸法的な一貫性（以下，寸法的一貫性）がだけ高精細になったとしてもディスプレイ越しでの対話であることも有効である可能性が考えられる．しかしながら，あることが相手との距離を遠く感じさせている可能性があ

現在ではスマートフォンの普及により，多くのユーザが携る．サルのミラーニューロンに関する実験では，サルが実

帯端末の小型ディスプレイでビデオ通話を行っている．そ験者の振る舞いを見たときに活性化するミラーニューロンのような環境では，相手映像と身体接触デバイスとの組み合わせに寸法的一貫性を持たせることは困難であり，位置†1 京都工芸繊維大学© 2021 Information Processing Society of Japan

的一貫性も必ずしも持たせられるとは言えない．本研究で83情報処理学会 インタラクション 2021
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携帯端末でのビデオ通話

握手の様子

相手映像とロボットハンドとの位置的・寸法的一貫性
図1

等身大のビデオ通話における相手映像とロボット
ハンドとの位置的・寸法的一貫性

は位置的・寸法的一貫性が無いことを位置的・寸法的矛盾と呼ぶ．
図 2 に示すように，既存の携帯端末とロボットハンド型

ロボットハンド型
身体接触デバイスa) 分離形式
位置的矛盾：あり
寸法的矛盾：あり
図2b) 結合形式
位置的矛盾：低寸法的矛盾：あり

携帯端末でのビデオ通話における相手映像と身体接触デバイスとの位置的・寸法的矛盾

隔身体接触に関する先行研究について述べる．

2. 関連研究の身体接触デバイスを組み合わせる形式として， a）分離

遠隔身体接触に関する研究は古くから行われており，既

形式：携帯端末を右手で操作し左手でデバイスを握る形式

存の遠隔対話のモダリティ（テキスト，音声，映像）に触と，b）結合形式：デバイスの手首の位置に携帯端末を取り

覚モダリティを加える様々な身体接触デバイスが提案され付けて右手で握る形式が考えられる．分離形式では，デバてきた．身体接触を再現する触覚刺激としてよく用いられ

イスは Bluetooth 等の一般的な無線通信規格で携帯端末とているのは振動である[4][5][6]．例えば，携帯端末を握る

接続すれば良いため，携帯端末の形状に依存せずに身体接と相手側の端末が振動するものが挙げられる[4]．その他の触の機能を付与できる．しかしながら，相手映像とは向か

刺激としては，ドアノブ型[7]やローラー型[8]のデバイスにい合っているが，デバイスの身体性からは隣にいる相手とよる回転の力覚，手首[9]や腕[10]に装着したバンドによる手を繋いている状態となり位置的矛盾が生じる．一方，結締め付け，空気圧で膨らむシリコン製の風船による頬への合形式では，相手と向かい合って手を繋いている状態に近接触[11]，ジョイスティックのフォースフィードバック[12]くなり位置的矛盾は軽減される．しかしながら，デバイス等がある．身体接触は感情伝達の手段として有効であるこに携帯端末を取り付ける必要があるため，携帯端末の形状とが知られており[13]，これらの研究のほとんどは，相手に合わせてデバイスを設計する必要がある．また，いずれの表情や振る舞いが直接見えない音声通話やテキストチャの形式でも寸法的矛盾は生じてしまう．位置的・寸法的矛

ットにおける非言語情報の伝達を触覚モダリティで補強す盾が生じると，相手と身体接触を行っているというリアリることを目的としている．そのため，触覚刺激としてエンティを低下する恐れがあるが，これらの矛盾が生じても空コードされた非言語情報を相手が正しくデコードできるか

間共有感や社会的結合を強化する身体接触の効果が得られが重視されており，対面での身体接触をどれだけ忠実にシる条件が分ければ，スマホ等の携帯端末を拡張する身体接

ミュレートするかという身体接触のリアリティにはほとん

触デバイスの設計指針になることが期待できる．

ど注目されていない．

本研究では，携帯端末でのビデオ通話に身体接触デバイ

一方，ビデオ通話における遠隔身体接触に関する研究でスを組み合わせることで生じる位置的・寸法的矛盾が空間

は，相手との親密なインタラクションを支援することを目

共有感や社会的結合等にどのような影響があるか調査する．

的とし，身体接触のリアリティを重視している場合が多い．

再現する身体接触としては，初対面の相手であっても比較

まず，握手を再現した先行研究では[3]，ロボットハンドが的行いやすいと思われる手つなぎとし，ロボットハンド型

相手や自分の手と同期して動いていることをユーザに提示の身体接触デバイスを製作する（3 章）．そして，小型ディする必要性について検証されている．同期を提示するため，スプレイでのビデオ通話において遠隔身体接触を行う場合，

ディスプレイに相手との握手の様子を表示すると，相手の寸法的一貫性が無いことや位置的一貫性の有無が空間共有

映像上の手とその代替である実空間のロボットハンドが重感や社会的結合にどのように影響するか被験者実験を通し複して両方の空間に存在していることが明示されてしまう．

て検証する（4 章）．その結果から，携帯端末でのビデオ通

その身体の重複の認知がリアリティを低下させるため，相話において空間共有感や社会的結合を強化する身体接触デ

手映像において手首から先の部分を画角に含めずにロボッ

バイスの要件について考察する（5 章）．まず，次章では遠トハンドとの位置的一貫性を提示した方が空間共有感の強化に有効であることが分かっている．一方，社会的結合の© 2021 Information Processing Society of Japan84

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マイコンボード
UART （Raspberry Pi）
通信

5 つのサーボモータ

ロボットハンド型
身体接触デバイス

ネットワーク（ソケット通信）
指の屈曲伸展の度合を取得する曲げセンサ
または
マイコンボード（Raspberry Pi）

図3

キーボードのボタン入力（実験ではこちらを使用）

ロボットハンド型身体接触デバイスを用いた遠隔身体接触システムの概略図

強化においては同期の提示の有無に関わらず握手を行うこ

衣服型のデバイスとビデオ通話を組み合わせる提案は他のと自体に効果がある可能性が示されている．

先行研究でも行われており，ユーザが相手映像を表示した

また，バンド型のデバイスにおいて手の締め付けや温度

タッチスクリーンに触れると，相手が着ているジャケット

によって握手のような身体接触を再現するものもある[14]．

の該当箇所が振動するというものもある[20]．しかしながこの先行研究では，メディアスペースでの共同作業への遠ら，これらの先行研究で評価されているのは，相手とハグ

隔身体接触の効果を調査しているが，空間共有感を強化すをしている感覚が得られるか，相手が触れた位置を正しくる効果は有意ではなかった．このデバイスでは，共有スペ認識できるかという点であり，それらの評価が高まること

ースの同じ場所に互いのユーザが手を置くと，バンド型デで空間共有感や社会的結合にどのような影響があるかは検バイスが互いの手を締め付けることで握手を再現する．こ証されていない．

の方法では身体の重複の問題は生じないが，正面にいる相ハグを再現する効果を検証した研究では，携帯電話を内手の手が机の上に置かれているにも関わらず，自分の手が蔵した抱き枕をハグしながら行う音声通話が提案されてお握られているという位置的矛盾が生じるため，身体接触のり，通常の音声通話と比較して唾液中のストレスホルモン

リアリティが低下した可能性が考えられる．

が減少することが報告されている[21]．相手の顔が見えな

握手以外の遠隔身体接触としては，キスやハグが再現さ

いハグという身体接触は音声通話と相性が良く，携帯端末れている．キスを再現するデバイスは唇を押し付ける強さ

でも位置的矛盾や寸法的矛盾について考える必要がない．

や動きを圧力センサで取得し，もう一方のデバイスで複数

しかしながら，相手の姿を見ながら対話できるというビデのサーボモータで再現するものである[15]．しかしながら，

オ通話の利点に対して，抱き枕でのハグに優位性があるか

このデバイスにおいても通常のビデオ通話と比較して空間は明らかになっていない．本研究では，ビデオ通話に対し共有感を強化する効果は得られていない．また，社会的結て，位置的矛盾や寸法的矛盾が生じても身体接触デバイス

合に関しては，通常のビデオ通話と比較してより親密なイを組み合わせることがポジティブな効果をもたらすのか明

ンタラクションが行えると感じられることは示されているらかにする．

が，被験者が恋人同士であり既にある程度強い社会的結合が築かれた状態であったため，強化する効果は確認されて3. ロボットハンド型身体接触デバイスの開発

いない．このキス用デバイスは，ビデオ映像と分離してお本章では，リアルな身体接触感覚の創出を目指して開発り位置的矛盾の問題が生じていたが，後に携帯端末を取りしたロボットハンド型身体接触デバイスの仕組みについて付けられるようにして位置的矛盾を解決したものも提案さ述べる．このデバイスでは指の屈曲伸展動作，体温，肌のれている[16]．しかしながら，その解決によって空間共有

柔軟性を再現した．図 3 に本研究で製作した遠隔身体接触感が強化されるかは検証されていない．また，この改良後のシステムの概略図を，図 4 にデバイスの構造を示す．図のデバイスにおいても寸法的矛盾はやはり生じている．

3 の通り，本システムは遠隔地間で非対称である．その理

ハグを再現するデバイスは様々な先行研究で提案され由は後述の被験者実験（4 章）を容易にするためであるが，ており，そのいくつかは衣服型である[17][18][19]．複数の遠隔地間の両方の空間に同じデバイスを用意することで双振動子を備えた衣服型のデバイスは，鏡型ビデオ会議と組

方向の手つなぎを行うことも可能である．

み合わせて使用する方法が提案されている[18]．これは，

3.1 指の屈曲伸展

相手とハグをしている様子が写った鏡を見ながら会話して遠隔身体接触として手つなぎを再現する上で必要な動いる状況をシミュレートするものである．振動子を備えたきは，人差指，中指，薬指，小指の先端の DIP 関節，中間の PIP 関節，親指の先端の IP 関節，および 5 指の根本の© 2021 Information Processing Society of Japan85

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PIP
関節

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指の屈曲伸展

本人女性の手の寸法データ1を参考に設計した．

MP 関節

指の上下に通った釣り糸（PE ライン）をサーボモータで引くことで制御．

3.2 体温

DIP 関節体温
シリコンコードヒータを配線することで再現．

体温を再現するため，1m のシリコンコードヒータを中手骨の手のひら側に添わせるように配置した（図 4 中段）．
また，温度センサ（K 熱電対）も手のひら側に配置し，市販の温度コントローラ（ON/OFF 制御）によって温度制御する．人が物体に触れた際の温度知覚は皮膚と物体の温度差によって生じるものであり，デバイスと人の手のひらが同程度の温度であると，デバイスが体温を再現していることに気づきにくいことが予想される．そこで，人の手のひらの温度は 33℃前後であるため[22][23]，デバイスの温度をそれよりも十分に高い 37℃に設定した．
3.3 肌の柔軟性
肌の柔軟性を再現する素材として，ウレタン樹脂製のシート2（アスカーC 硬度 0）を使用し，デバイスの各部をできるだけ自然な触感になるように覆った（図 4 下段）．この素材の柔軟性は人の肌に近いが，その表面は粘着性のあるゴムのような質感であり人の皮膚の質感とは大きく異なる．

肌の柔軟性
ウレタンゲル素材で骨格を覆うことで再現．

皮膚の質感の再現は現時点では困難であったため，本研究では薄手の布手袋をデバイスに装着し，手袋をしている手を握っている触感を再現することとした．

図4

ロボットハンド型身体接触デバイスの構造

4. 実験
身体接触デバイスをビデオ通話と組み合わせることによMP 関節の屈曲伸展である．手つなぎにおいてはこれらのって生じる位置的・寸法的矛盾の影響を調査するため，3関節を同時に屈曲させるため，多くの自由度は必要としな章で説明したロボットハンド型身体接触デバイスを用いていが，屈曲させる度合いは各指によって異なる．したがっ

被験者実験を行った．本章ではその実験について説明する．

て，1 本の指を 1 つのサーボモータで制御する 5 自由度と実験では，男女が携帯端末でビデオ通話を行う状況を想定した．サーボモータで指を屈曲伸展させる仕組みは図 4 上

し，女性の実験者と男性の被験者が対話した．被験者とし段の通りである．指の上下には腱の役割を持つ糸が通ってて本学の学生 12 人（20～23 歳）が参加した．

おり，サーボモータの円形のホーンに接続されている．こ4.1 実験環境・条件の糸には強度が高く伸度が低い PE ラインと呼ばれる釣り
糸を採用した．ホーンを反時計回りの方向に回転させ，手図 5 に 3 つの条件の実験環境を示す．各条件については下記の通りである．

のひら側の糸（赤）を引っ張り，手の甲側の糸（青）を緩

ビデオのみ条件（ベースライン）：対話相手役の実験者

めると屈曲し，時計回りに回転させると伸展する． この回と被験者は別々の部屋に着席しており，スタンドに縦置き

転の度合いは手つなぎの握力として自然に感じられるようにした正面の携帯端末でビデオ通話を行った．ビデオ通話に指ごとに調節した．また，被験者の手を必要以上の力でのソフトウェアは Skype3を用いた．

圧迫しないように，関節の屈曲の物理的な限界が DIP，PIP，

分離手つなぎ条件（位置的・寸法的矛盾あり）：ビデオ

IP 関節は 90 度，MP 関節は 45 度になるように設計した．

のみ条件の状況に加えて左手で身体接触を行う．ロボット

これにより，5 指を完全に屈曲させても指と手のひらの間

ハンド型身体接触デバイスは右手を模したものであるため，に十分な空間があり，人が容易に手を放すことが可能であ

被験者が左手でデバイスを握ると，横に並んで手つなぎをることを確認した．

行っている状況になる．しかしながら，対話相手の映像は各指は指先から末節骨，中節骨（親指以外），基節骨，正面の携帯端末に表示されているため，位置的矛盾が生じ中手骨で構成されており，中手骨は手首のパーツに固定さる．また，映像は縮小映像であるのに対し，デバイスは等れている．これらの材質は，指の骨はステンレス（SUS304），
手首のパーツはアルミニウム（A6063）である．後述の実験では，女性の実験者がデバイスを操作するため，デバイ
スの寸法が日本人女性の平均的な手に近くなるように，日1 AIST 日本人の手の寸法データ：

https://www.airc.aist.go.jp/dhrt/hand/data/list.html

2 エクシール 超軟質ゲルシート：http://www.exseal.co.jp/creative/
3 Microsoft Skype：https://www.skype.com/ja/（最終アクセス日：2020 年 9 月 22 日）© 2021 Information Processing Society of Japan86

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ビデオのみ条件（ベースライン）
図5

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分離手つなぎ条件（位置的・寸法的矛盾あり）

結合手つなぎ条件（寸法的矛盾のみ）

実験条件と実験環境（各条件は右下の携帯端末および身体接触デバイスの使用形式に対応）

身大の右手を模したものであるため寸法的矛盾も生じる．

と趣味嗜好が合致する度合は，その相手に対して感じる親

結合手つなぎ条件（寸法的矛盾のみ）：ビデオのみ条件

しみに影響を与える可能性が考えられる．その度合を条件の状況に加えて右手で身体接触を行う．したがって，相手間である程度統一するため，話題となる場所についてよくと向かい合って互いに右手で手つなぎを行っている状況に行くかどうかについては被験者に同意し，実験者が好きななる．対話相手の映像は正面の携帯端末に表示されているものについては 2 つの候補から被験者とは異なる方を述べため，位置的矛盾は生じない．しかしながら，寸法的矛盾るようにした．

は生じてしまう．
ビデオのみ条件と分離手つなぎ条件を比較することで位置的矛盾と寸法的矛盾が共に生じた場合の遠隔身体接触の効果を，ビデオのみ条件と結合手つなぎ条件を比較する
ことで寸法的矛盾のみ生じた場合の遠隔身体接触の効果を，分離手つなぎ条件と結合手つなぎ条件を比較することで，位置的矛盾を改善する効果をそれぞれ観察した．

表1
話者

発話

実験者
実験者

こんにちは．よろしくお願いします．
今回もあなたのことを色々と教えていただきたいと思っています．
あなたは動物園にはよく行きますか？
はい，たまに行きます．
そうなんですね．
私も動物が好きで，よく行くんですよ．
あなたの好きな動物ってなんでしょうか？
サルが好きです．
そうなんですね．
サルのどんなところが好きなんですか？
サルは動きが面白いところが好きです．
あー確かに結構機敏な動きをするイメージありますね．
私はパンダが好きです．
まんまるな体でのんびり笹を食べている姿がとっても可愛いんですよ．
今回はあなたの好きな動物についておうかがいできて良かったです．
それでは，ありがとうございました．

実験者
被験者
実験者

4.2 実験手順
実験は被験者内計画であり，1 人の被験者が全ての条件
で実験者との通話を体験した．3 つの条件を実施する順番

実験者
被験者
実験者

は，カウンターバランスを取るため 12 人全ての被験者で異なった．まず，対話相手役の実験者とは異なる男性の実験者（以下，説明者と呼ぶ）が被験者を座席まで案内し，ビデオのみ条件では，携帯端末を指し示しながら「今回はこ

被験者
実験者
実験者

ちらのスマートフォンを用いて別の部屋にいる人と会話をしていただきます」，分離手つなぎおよび結合手つなぎ条件
では，身体接触デバイスと携帯端末を指し示しながら「今回は別の部屋にいる人とこちらの手を握りながら，こちらのスマートフォンを用いて会話をしていただきます．会話
は手を握ったまま行って下さい」と説明した．

実験者と被験者との会話例

実験者（実験者は網掛部分で「強く握る」操作を行う）

分離／結合手つなぎ条件において，実験者は会話中にキビデオ通話は被験者が着席する前に接続し，実験者側のーボードでデバイスを操作した．その操作は「握る」「強く

カメラを OFF にしておいた．そのため，説明者が上述の条

握る」「開く」の 3 種類である．まず，会話の開始と同時に件の説明を行っている間は，被験者側の携帯端末に実験者「握る」操作を行った．そして，表 1 の網掛部分で「強くは表示されていなかった．その後，説明者が「それでは，握る」操作を行った．会話の終了時には「開く」操作を行

よろしくお願いします」と言うと，実験者はカメラを ONった．「強く握る」操作の回数は全ての条件で同じであり，にして会話を開始した．会話の開始後，説明者は被験者か網掛部分の 7 回とした．「握る」「開く」動作は図 3 に示しら見えない位置に移動した．

た曲げセンサで実験者の手の動きを記録したものである．

3 回の会話の話題は映画館，テーマパーク，動物園であまた，「強く握る」動作は，握った状態から全てのサーボモ

りその順番は固定した．また，実験者の台詞は事前に決めータの指令値にランダムな値を加算して僅かに強く握るよておいた．実験者と被験者の会話の例を表 1 に示す．相手

うにしたものである．

© 2021 Information Processing Society of Japan87

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各条件で会話が終了すると，説明者は「〇回目の実験お験者が覚えているか記述させた．例えば，話題が動物園の疲れ様でした．それでは次の実験の準備をしますので，こ場合，表 1 の例の通り実験者が好きな動物は「パンダ」でちらに座ってお待ちください」と言って実験環境から離れあり，その理由は「まんまるな体でのんびり笹を食べていた待機場所に毎回案内した．3 回の条件の終了後には，被る姿がとっても可愛い」からである．この調査は，4.2.1 節

験者にアンケートを提示して回答するように指示した．

のアンケートへの回答という負荷を 20 分間与えた後に，別4.3 収集データ

紙で実施した．

4.3.1 アンケート評価

4.3.3 ロボットハンド型身体接触デバイスの要素

携帯端末でのビデオ通話における遠隔身体接触の影響

本研究で製作したロボットハンド型のデバイスは 3 章でを調査するため，アンケートを実施した．被験者は各項目述べた通り，指の屈曲動作，体温，肌の柔軟性の再現によに 7 段階リッカート尺度（1：全くあてはまらない，4：どってリアルな身体接触感覚の創出を目指した．これについちらともいえない，7：非常によくあてはまる）で回答した．

て，被験者に肯定的な印象を与えた要素を明らかにするた

また，その回答理由について自由記述欄に記述させた．まめ，デバイスの「動き」
「握力」
「温度」
「柔らかさ」についず，ビデオ通話の品質について被験者が条件間で違いを感て良いと感じた順位を 1～4 で記述させた．この調査は 4.2.1

じていないことを確認するため，次の項目を設定した．

節および 4.2.2 節のアンケートの回答後に別紙で行った．

・ 相手の話は聞き取りやすかった．

4.4 実験結果

・ 映像は十分きれいだと感じた．

4.4.1 アンケート結果

空間共有感の評価について，遠隔身体接触によって空間図 6 にアンケートの結果を示す．棒グラフは評価の平均

共有感が強化されることを示した先行研究では「同じ部屋値であり，エラーバーは標準誤差を示している．3 つの条の中で会話している感覚」をたずねており[3]，本研究でも件は対応あり 1 要因分散分析で比較し，差が有意であった同じ表現を使用して評価した．また，ロボットハンド型身場合には Bonferroni 法で多重比較を行った．その結果を図

体接触用デバイスの身体性によって，条件間で相手がいる中に示す．まず，ビデオ通話の音質や画質について，いずと感じられる空間的な位置が異なる可能性が考えられるたれの条件間でも有意な差は見られなかった．このことから，

め，相手が隣または正面にいる感覚についてもたずねた．

ビデオ通話の品質について被験者が特定の条件において異・ 同じ部屋の中で相手と会話していると感じた．

なっているとは感じていなかったことが確認できた．

・ 相手が自分の隣にいるように感じた．

【空間共有感】 同じ部屋で会話している感覚は（F(2, 22)

・ 相手が自分の正面にいるように感じた．

= 11.142, p < .001），ビデオのみ条件よりも分離／結合手つ

身体接触を通して相手に親しみを与えることは社会的なぎ条件の方が高いことが分かった（それぞれ p < .05，p結合を強めることが知られている[24]．そのため，対面で< .01）．相手が隣にいる感覚は（F(2, 22) = 13.953, p < .001），の身体接触[25]や遠隔身体接触[3][15]に関する先行研究でビデオのみ，結合手つなぎ条件よりも分離手つなぎ条件のは相手への親しみの度合いが評価されている．また，相手方が高いことが分かった（共に p < .01）．相手が正面にいと会話することは社会的結合を強める上で必要であるためる感覚は（F(2, 22) = 14.494, p < .001），分離手つなぎ条件よ[26]，相手と会話する意欲をたずねることも社会的結合のりもビデオのみ，結合手つなぎ条件の方が高く（それぞれ評価として有効であると考えられる[27]．そこで，社会的p < .05，p < .001），ビデオのみ条件よりも結合手つなぎ条

結合に関する評価として下記の 3 つの項目を設定した．

件の方が高い傾向が見られた（p = .081）．

・ 相手に親しみを感じた．

【社会的結合】 相手への親しみは（F(2, 22) = 6.937, p

・ 相手との会話を楽しいと感じた．

< .01），ビデオのみ条件よりも結合手つなぎ条件の方が高・ 相手ともっと会話したいと感じた．

いことが分かった（p < .05）．会話の楽しさは（F(2, 22) =分離／結合手つなぎ条件では，デバイスを相手の手であ10.710, p < .001），ビデオのみ条件よりも分離／結合手つなると感じられるほど空間共有感や社会的結合が強まると考ぎ条件の方が高く（共に p < .05），分離手つなぎ条件よりえられる．そこで，分離／結合手つなぎ条件についてのみ，も結合手つなぎ条件の方が高い傾向が見られた（p = .078）．

次の項目を設定した．これらの項目と，空間共有感およびもっと会話したい感覚も同様であり（F(2, 22) = 14.330, p

社会的結合の評価値との相関分析を行う．

< .001），ビデオのみ条件よりも分離／結合手つなぎ条件の・ 相手の手を握っているように感じた．

方が高く（それぞれ p < .05，p < .01），分離手つなぎ条件よ・ 相手に手を握られているように感じた．

りも結合手つなぎ条件の方が高い傾向が見られた（p4.3.2 会話内容についての記憶= .052）．

相手に親しみを感じると，相手の話を真剣に聞き，会話【デバイスを相手の手であると感じられる度合い】このの終了後もその内容をよく覚えていると考えた．そこで，評価は分離／結合手つなぎ条件を対象に実施したため，対実験者が好きなものとその理由についてどれだけ正しく被応あり t 検定で比較した．相手の手を握っている感覚は，© 2021 Information Processing Society of Japan88

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1

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3

5

7

0

点数化した会話内容の記憶
1

2

ビデオのみ

相手の話は聞き取りやすかった

分離手つなぎ
結合手つなぎ

映像は十分きれいだと感じた

太い縦棒は中央値，ボックスの両端は第 1 四分位数，第 3 四分位数を示す．
エラーバーの両端は最大値，最小値を示す．

図7

会話内容の記憶の度合***

同じ部屋の中で相手と会話していると感じた

被験者が良いと感じた要素の順位（小さいほど高順位）
1
2
3
4
** **

相手が自分の隣にいるように
感じた

温度
柔軟性
*
***

相手が自分の正面にいるよう
に感じた

†

握力
動き
太い縦棒は中央値，ボックスの両端は第 1 四分位数，第 3 四分位数を示す．
エラーバーの両端は最大値，最小値を示す．

*

相手に親しみを感じた

図8

デバイスの要素の順位*†*

相手との会話を楽しいと感じた

空間共有感は，相手に手を握られている感覚との正の相関が有意であった（r = .471, p < .05）．また，優位傾向ではあるが，社会的結合は，相手の手を握っている感覚と弱い***

相手ともっと会話したいと感じた†

正の相関が見られた（r = .373, p = .073）．
4.4.2 会話内容の記憶の度合
実験者が好きなものについて，被験者 12 人の各条件に*相手の手を握っているように感じた

く回答していた．ビデオのみ条件：11，分離手つなぎ：10，
結合手つなぎ：11．一方，好きな理由については完全に覚

相手に手を握られているように感じた

えている人は少数であった．そこで被験者の記憶の度合い*** p < .001, ** p < .01, * p < .05, † p < .1
：ビデオのみ：分離手つなぎ図6

おける正解数は次の通りであり，ほぼ全ての被験者が正し：結合手つなぎアンケート結果を分析するため，理由の記述について，覚えていない場合
や誤っている場合は 0，部分的に正しい場合は 1，正しく詳細な場合には 2 と点数をつけた．例えば，表 1 の会話例では，実験者はパンダが好きな理由として「まんまるな体でのんびり笹を食べている姿がとっても可愛いんですよ」と分離手つなぎ条件よりも結合手つなぎ条件の方が高いこと述べており，これについて「まるくてかわいいから」等のが示された（t(11) = 2.837, p < .05）．一方，相手に手を握ら部分的な記述であれば 1，「まるっこくて，笹を食べている

れている感覚は，有意な差は見られなかった．これらの評様子がかわいいため」等の正しく詳しい記述であれば 2 と価値について，上述の空間共有感（同じ部屋で会話してい判定した．その結果を，図 7 の箱ひげ図に示す．

る感覚）と社会的結合（相手への親しみ）の評価値との相

このデータについてフリードマン検定で比較したとこ

関分析を行った．その結果を表 2 に示す．

ろ，条件間の差が有意であったが（χ2(2) = 6.588, p < .05），

表2

Bonferroni 法による多重比較では有意な差は見られなかっ相関分析結果た．箱ひげ図を見ると最頻値はいずれの条件においても 1

相手の手を握っている感覚

相手に手を握られて
いる感覚

空間共有感

r = .326, n.s.

r = .471, p < .05に偏っているのに対し，分離／結合手つなぎ条件ではより社会的結合

r = .373, p = .073

r = .211, n.s.

低い点数に偏っている．フリードマン検定はこの違いを検点であるが，点数の分布は，ビデオのみ条件では高い点数出したものと考えられる．したがって，4.3.2 節で述べた予© 2021 Information Processing Society of Japan89

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想に反して，本研究の実験では遠隔身体接触が会話内容のた，相手との会話の楽しさやもっと会話したい感覚は，結記憶を妨げた可能性がある．この結果について 5.2 節で考合手つなぎ条件だけでなく分離手つなぎ条件でも強化され察する．

たが，結合手つなぎ条件の方が分離手つなぎ条件よりも評

4.4.3 デバイスの要素の順位

価値が高い傾向が見られた．これらの結果から，社会的結被験者が良いと感じたロボットハンド型身体接触デバイ

合は寸法的矛盾があっても手つなぎの再現によって強化さスの要素（動き，握力，温度，柔らかさ）の順位についてれるが，空間共有感とは異なり，位置的矛盾のマイナス効

図 8 の箱ひげ図に示す．この順位をフリードマン検定で比果の影響を受けやすい可能性があると考えられる．

較したところ，条件間の差は有意ではなかった（χ2(3)=

社会的結合は，有意傾向ではあるが「相手の手を握って1.800, p = .615, n.s.）．したがって，デバイスの触感について，いる感覚」との弱い相関が見られた．したがって，社会的

特定の要素を被験者が良いと感じていたわけではないと思結合の強化にはこの感覚が起因した可能性がある．相手のわれる．この結果について 5.3 節で考察する．

手を握っている感覚は，結合手つなぎ条件の方が分離手つ

5. 考察
5.1 空間共有感への位置的・寸法的矛盾の影響
実験の結果，ロボットハンド型身体接触デバイスによるなぎ条件よりも有意に高く，相手映像とデバイスとが分離しているという位置的矛盾の影響が明白である．したがって，位置的一貫性によってデバイスが相手の身体の代替であると視覚的に感じやすくすることが，社会的結合の強化

手つなぎの再現によって，相手映像とデバイスが分離してには必要である可能性が考えられる．

いるか結合しているかに関わらず携帯端末でのビデオ通話

5.3 会話内容の記憶への遠隔身体接触の影響の空間共有感（同じ部屋で会話している感覚）が強化され相手への親しみが高まるほど相手の話を真剣に聞き，会た．したがって，位置的矛盾や寸法的矛盾があっても遠隔話の内容をよく記憶していると考え，会話内容の記憶の度身体接触によって携帯端末でのビデオ通話の空間共有感が合を調査した．この予想に反し，遠隔身体接触を行った分強化される可能性がある．位置的矛盾がある分離手つなぎ

離／結合手つなぎ条件よりも，むしろビデオのみ条件の方条件では，相手のビデオ映像は正面にあるが，手つなぎのが記憶の度合が高い傾向が見られた．その原因として，会向きによって相手が隣にいる感覚が生じていた．これは相話だけでなく，遠隔身体接触にも意識が向いたことで会話

手映像が携帯端末での縮小映像であったため，映像の位置

内容の記憶が阻害された可能性が考えられる．また，相手よりもデバイスの身体性が強く影響したものと思われる．

の身体動作が実体（ロボット）を伴って伝達されると相手したがって，デバイスの身体接触感覚のリアリティをさらと対面している緊張感を生む可能性が先行研究で示唆されに高めることができれば，映像を使用しない音声通話では，ており[28]，ロボットハンド型デバイスが相手の手の動き

相手が隣にいるという想像が促進され，相手映像がなくてを伝達したことで同種の緊張感が生じ，それによって会話も結合手つなぎ条件と同等以上の空間共有感が創出できる

内容の記憶が阻害された可能性も考えられる．遠隔身体接かもしれない．

触による緊張感への影響を生理指標や観察データからより

分離手つなぎ条件において位置的矛盾があっても空間共有感が強化された理由について，次のように考察する．

詳細に調査することは今後の課題である．
5.4 身体接触デバイスの要素

空間共有感は「相手に手を握られている感覚」との相関が本研究で開発したロボットハンド型身体接触デバイス

有意であり，空間共有感の強化にはこの感覚が起因した可について被験者が良いと感じた要素（動き，握力，温度，能性がある．相手に手を握られている感覚は，分離手つな柔らかさ）の順位には有意な差は見られなかった．したがぎ条件と結合手つなぎ条件で有意な差はなく，位置的矛盾って，手つなぎを再現する身体接触デバイスにはいずれのの影響が小さかったと思われる．被験者の自由記述による要素も欠かせないと思われる．有意な差ではないが順位のと，デバイスが被験者の手を強く握る動きと会話の流れと中央値が最も高かった要素は「握力」であった（12 人中 4の同期によって，相手に手を握られているように感じたよ

人が 1 位，5 人が 2 位をつけた）．握力に高い順位をつけたうである（12 人中 3 人）．4.2 節で述べた通り，実験者は分被験者のほとんどは，その理由として人が握るような強さ

離／結合手つなぎ条件のいずれにおいても発話の要所でだったと述べていたが，2 人の被験者は，会話の流れに合「強く握る」操作を行っており，この強く握る動きと会話

わせて強く握られた際の印象が強く残っていたと述べていとの同期性が，デバイスの動きが相手の動きに依るものでた．握手を再現した先行研究[3]では，握手用デバイスが操あるという信念を強め，分離手つなぎ条件での位置的矛盾

作者の手の動きと同期しているという被験者の信念が空間のマイナス効果を打ち消したと考えられる．

共有感の強化に有効であることが示されている．この先行

5.2 社会的結合への位置的・寸法的矛盾の影響研究で行われた握手は挨拶に伴って行われる短時間の身体

社会的結合（相手への親しみ）は，結合手つなぎ条件に接触であり，この場合はインストラクションのみで同期性

おいてのみビデオのみ条件に対する優位性が示された．まを被験者に信じさせることが可能であったと思われる．一© 2021 Information Processing Society of Japan90

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方，本研究で行った手を繋ぎながらの会話では，手を握った状態のままだと会話中に同期性が感じられないため，会話の要所で強く握ることが重要であったと考えられる．
実験では，会話中に行った「強く握る」動作は，多少のランダム性を持たせたが，ほぼ同じ動きをボタン操作で再生していた．そのため，「動き」の順位を低くつけた被験者の 1 人は動きが一定であったと述べていた．そこで，ボタン操作ではなく，相手の指の動きを常にデバイスで再現するように，図 3 に示した曲げセンサで相手の指の屈曲伸展の度合を取得し，それに基づいてデバイスの指の動きを制御することで，より強く相手との同期性を感じさせられるかもしれない（人の手とデバイスの動きの同期の様子：
https://youtu.be/PXeVxIJ9TR0）．この仕組みによってより強い同期性が感じられるか，空間共有感や社会的結合をより強化することができるか調査することは今後の課題である．
握力の次に順位の中央値が高かった要素は「温度」であった（12 人中 3 人が 1 位，3 人が 2 位をつけた）．被験者の意見によると，デバイスに触れた瞬間に温かいことに気づき，人の手のように感じられたようである．しかしながら，被験者の中には温度に驚いて違和感を覚えた人や，生ぬる
くて気持ち悪いというネガティブな印象を持った人もいた（2 人）．また，温度には気づいたが人の手よりも冷たいと感じた被験者もいた（1 人）．3.2 節で述べた通り，温度知
覚は人の手との温度差によって生じるものであり，デバイ
スの温度が被験者の手と近い温度であった場合には体温が再現されていることに気づかない可能性があったため，本研究ではデバイスの温度を高めに設定した．しかしながら，被験者によって手の温度は異なるため，デバイスを人間の手のように感じられる温度は絶対的に決まるものではない
可能性がある．人の手の温度に対して何度高ければ自然に感じられるのかを明らかにすることは今後の課題である．
また，人間らしく感じられる温度は，デバイスの他の要素の有無によっても異なる可能性がある．例えば，肌の柔軟性が無かったり動かなかったりすると温度があっても人間らしく感じられないかもしれない．また，本研究で開発したデバイスでは再現できていない皮膚の質感をも再現でき
れば，人間の手の温度と同等であっても自然に感じられる
可能性もある．温度と他の要素との交互作用を検証することも今後の課題である．

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6. まとめ本研究では，離れた場所にいる相手との手つなぎを再現するロボットハンド型身体接触デバイスを開発し，携帯端
末でのビデオ通話に身体接触デバイスを組み合わせることで生じる位置的・寸法的矛盾の影響について調査した．実験の結果，デバイスを介して手つなぎを再現することで，これらの矛盾があっても空間共有感（相手と同じ空間で会話している感覚）が強化されることが分かった．空間共有感の強化には，会話の流れと手を強く握るというデバイスの動きとの同期によって感じられる「相手に手を握られている感覚」が起因している可能性がある．したがって，デバイスの動きが相手の動きに依るものであると感じられる
ように会話に合わせてデバイスを操作することが，空間共有感の強化に有効であると思われる．
一方，社会的結合は，寸法的矛盾があっても手つなぎの再現によって強化されるが，その効果は位置的矛盾によるマイナスの影響を受けやすい可能性が示唆された．社会的結合の強化には，相手のビデオ映像とデバイスとの位置的一貫性によって感じられる「相手の手を握っている感覚」
が起因している可能性がある．したがって，空間共有感だ
けでなく社会的結合の強化を重視する場合には，視覚的にデバイスが相手の身体であると感じやすいように，相手映像と一体となるようにデバイスをデザインする必要がある．
離れた場所にいる対話相手の身体の代替となる身体接触デバイスには，動きの同期性やビデオ映像との位置的一貫性だけでなく，人間の身体のような柔軟性や体温等の触感を再現することも必要であると考えられる．この内，体温の再現に関しては，人の身体の温度をそのまま再現すると，温度知覚が生じにくく体温の再現に気づかれない場合がある．ユーザに温度を知覚させることと，それを人間らしいと感じさせることの関係については今後明らかにする必要がある．
家族や恋人等の親しい間柄の相手とのビデオ通話は，気軽に使用できる携帯端末で行われる場合が多くなることが予想される．本研究の知見は携帯端末と組み合わせて使用する身体接触デバイスの設計指針となるものであり，この知見によって身体接触デバイスの開発が促進され，離れた場所に住む家族や恋人を身近に感じられるようになることを期待する．

本研究では，ロボットハンド型のデバイスを日本人女性の手の寸法データに基づいて設計し（3.1 節），女性の実験者がデバイスを操作した．したがって，男性が操作した場合については検証できていない．デバイスを男性が操作する場合には，デバイスの大きさを男性の手の寸法に合わせてより大きくすることが考えられるが，映像との寸法的矛

謝辞

ロボットハンド型身体接触デバイスの製作にご協力頂いた京都工芸繊維大学ものづくり教育研究センター
阪本大夢氏，大阪大学岡田宙士氏，大西裕也氏，一口銀氏に感謝の意を表する．本研究は，JSPS 科研費 JP19K12081の支援を受けた．

盾が顕在化する可能性がある．性別の影響やデバイスの適切な寸法について調査することは今後の課題である．

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