情報処理学会 インタラクション 2016
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遠隔会議における遠隔参加者の参与を支援する
テレプレゼンスロボットシステムの開発
川口 一画†1

遠藤 優†1

大槻 麻衣†1葛岡 英明†1鈴木 雄介†2

概要：複数人が参加するハブオフィスに遠隔から 1 名のテレワーカーが参加する際，テレワーカーの参与が低くなるという課題が指摘されている．本研究では，遠隔参加者側のインタフェースの改善と，ローカル環境側への情報提示システムの改善という 2 つのアプローチでこの課題の解決を図った．遠隔参加者側のインタフェースの改善については，想定される会議の状況に合わせた複数のインタフェースを開発した．また，ローカル環境側への情報提示システ
ムの改善については，視線および身体方向を提示可能なヒューマノイド型のテレプレゼンスロボットを開発した．

Development of a Telepresence Robot System Supporting
the Participation of the Remote Participant in the Teleconference
IKKAKU KAWAGICHI†1 YU ENDO†1MAI OTSUKI†1HIDEAKI KUZUOKA†1YUSUKE SUZUKI†2
Abstract: When teleworker participates meeting in the hub office, participation of the teleworker becomes low. In this study, wetry to solve this problem using two kinds of approach, improve the interface for remote participant, and develop the system which
can transmit the nonverbal information to local site. In former approach, we developed several interfaces which are suitable fordifferent meeting situations. In later approach, we developed the humanoid telepresence robot which can transmit remoteparticipants gaze and body orientation.

1. はじめに課題は依然として解決されていない[7]．この原因として，遠隔参加者側のインタフェースがローカル環境を把握する

音声・映像通信を利用した遠隔対話システムに関する研のに必要な情報を十分に提示出来ていなかった点と，ディ究では，複数人が対面したハブオフィスで開かれる会議にスプレイの回転による視線の提示では視線方向の伝達精度

1 名のテレワーカー（以下，遠隔参加者）が遠隔から参加が低くなるという点が考えられる．そこで本研究では，遠する場合，遠隔参加者はハブオフィス側（以後，ローカル隔参加者側のインタフェースの課題と，ローカル環境側の環境）の参加者に比べて対話への参与度が低くなり，議論提示システムの課題を解決するテレプレゼンスロボットシから取り残されることが指摘されている[1]．この原因としステムの提案を行う．て，従来の遠隔対話システムではカメラが固定されており，なお，このようなシステム構築においては，想定する会遠隔参加者が会議室内の参加者やその他の共有すべき情報議の特性に合わせて必要となる要素が異なる．代表的な例（ホワイトボード等）に十分にアクセスできないという遠として，ホワイトボードや配布資料等の対象物を交えた会

隔参加者側のインタフェースの課題と[2]，ディスプレイに議（以後，資料共有型会議）においては，会話の流れに合表示された遠隔参加者の注視方向が正しく伝達されないこ

わせて適切な場所の視覚情報を素早く取得することが可能とにより，非言語的情報を用いたコミュニケーションが成なインタフェースが重要となるが，資料を交えない会話が立しないというローカル環境側の提示システムの課題が挙中心の会議（以後，会話中心型会議）においては，参加者げられる[3]．の視線や身体方向の提示により互いの注意の方向を共有す

このような遠隔コミュニケーションにおける課題に対して，テレプレゼンスロボットを用いた研究が行われている[4, 5]．これらの研究では，遠隔参加者側からのカメラ操ることが重要となる．そこで本研究では，これらの 2 つの状況に合わせた 2 種類のシステム構成を提案する．

作を可能とする機構と操作インタフェースの実装や，遠隔2. 関連研究

参加者の注視方向をディスプレイの回転によりローカル環

2.1 従来のテレプレゼンスロボットにおける課題

境側へ提示する機構の実装によって，遠隔参加者の存在感遠隔参加者に視覚情報を伝達するインタフェースとしや親近感を向上させることが可能であることが明らかになて，Jacob らはマウス操作でカメラのついたディスプレイっている[6]．ただし，遠隔参加者の参与が低くなるというを左右に回転させ，周囲を見回すことができるテレプレゼ†1 筑波大学 システム情報工学研究科
Graduate School of System and Information Engineering, University of Tsukuba†2 沖電気工業株式会社 研究開発センタ
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ンスロボットを用いて遠隔対話実験を行い，視野が固定さ向け，強い関心を示すことが重要である．これに対して従れている条件との比較を行ったが，遠隔参加者の対話への来のテレプレゼンスロボットにおいては，ディスプレイ回参与度やタスクへの貢献度に差は見られなかった[7]．この転による視線方向の伝達以外の非言語的情報の伝達が行わような結果となった理由として，マウスによる視野の操作れておらず，視線方向の伝達精度にも課題があった．また，だけでは，ローカル環境を十分に把握できていないことが遠隔参加者側はディスプレイ中の映像以外にローカル環境原因である可能性が考えられる．すなわち，ローカル環境側の情報を得られず，非言語的情報が伝達されないという内のどこに誰がいるのか，どこを見れば共有すべき情報に課題があった．これらの課題により，遠隔参加者は参与構アクセスできるのかということがわからないために，それ造の調整に参加できず，発話権の獲得が困難となっていたらを探すのに時間がかかってしまうことが考えられる．と考えられる．そこで本研究においては，会話中心型会議

また，ディスプレイ回転による注視方向伝達について，の支援を想定する場合には，以下の要件を満たすシステム

筆者らはその精度を評価する実験を行った．実験では，デ構築を行う．

ィスプレイと，その中に提示する顔画像の回転を組み合わ•せた複数種類の提示方法を比較した．その結果，従来のテレプレゼンスロボットで用いられているディスプレイ回転ロボットを用いて，参与構造の調整に必要な非言語的情報である視線と身体方向を伝達する•

ローカル環境側だけでなく遠隔参加者側にもロボッによる視線方向の伝達は精度に課題があることがわかった

トを置く双方向型のシステムとすることで，遠隔参加[8]．

者に対しても非言語的情報を伝達する

2.2 資料共有型会議支援の要件
資料共有型会議においては遠隔参加者がローカル環境

3. 提案システム

側の任意地点を自由に見回せるシステムの構築が有効であ前章で示した設計要件に基づき，資料共有型会議と会話る．これに対して，Johnson らは 360°の全周囲画像を遠隔中心型会議のそれぞれに適応した 2 種類のテレプレゼンス操作者に提示することで，自由に任意地点を見ることが可ロボットシステムを開発した．それぞれのシステムは，共能なシステムを実装し，その有効性を示した[9]．ただし，通したテレプレゼンスロボットを用いるが，その操作イン

このシステムでは 360°画像を一般的な卓上サイズのディタフェースを含めたシステム構成が異なる．本章では，3.1

スプレイに提示するため，詳細な情報の取得は困難である．

節において，開発したテレプレゼンスロボットについて説

これに対して，Norris らは，Focus & Context という広角画明した後，3.2 節で資料共有型会議，3.3 節で会話中心型会像と詳細画像を同時に提示する手法を提案した[10]．

議のシステム構成について説明を行う．

また Kuzuoka らは，遠隔協調作業において，遠隔参加者への十分な視覚情報提示だけでなく，ローカル環境側の参3.1 視線および身体方向を明示する身体性を有したテレプレゼンスロボット

加者に対して遠隔参加者の注視方向を伝達することの重要本研究では，視線および身体方向を明示するため，人間性を指摘している[11]．なおこの研究においては注視方向に近い身体性を持ったヒューマノイド型のテレプレゼンスの伝達のため，ロボットの頭部をインジケータとして用いロボットを開発した．ロボットの外観を図 1 に示す．ロボており，その効果が示されている．

ットは頭部，胴体，腕，足を持った外観となっている．頭これらの知見に基づき本研究では，資料共有型会議の支部の外観については，流線型のフォルムと後頭部の突起に援を想定する場合には，以下の要件を満たすシステム構築より指向性を強調した．また，2 つのサーボモータ（HiTECを行う．

社 HS-5045HB）を使用し pan-tilt 方向の回転動作を行うこ・ Focus & Context の概念に基づく詳細・広域情報の同時とができる．胴体部分はサーボモータ（近藤科学社

提示・ 遠隔参加者の自然な動作を遠隔地側に伝達する操作インタフェースの実装
・ ローカル環境側に注視方向を伝達するインジケータとKPS4014HV）を使用し pan 方向の回転動作を行うことができる．胸部にはウェブカメラ（Logicool 社 Qcam Pro forNotebooks）を設置し，ロボットに接続された PC を通してローカル環境の映像を遠隔地に送信する．遠隔参加者は胴してロボットの頭部を用いる体内部のモータを操作することで，胸のカメラごと左右に2.3 会話中心型会議支援の要件回転させることができる．胴体部分に内蔵されたモータの複数人での会話における重要な概念として，Goffman ら

最大回転角度は-120~120°であり，ローカル環境を十分に見は参与構造という概念を定義した[12]．参与構造は，複数人渡すことができる．各サーボモータの制御はロボット内部の会話において，参加者が非言語的情報（視線，身体方向のマイコン（Arduino Pro Mini）で行い，マイコンに接続さ等）を用いて互いの役割を調整し，その役割に応じて話者れたノート PC を通して遠隔地からデータの受信を行う．

交替が行われるという概念である．この概念によれば，参また，頭部には小型のディスプレイを設置し，操作者の顔加者が発話権を得るためには，視線や身体方向を話し手に画像を提示する．

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遠隔地

ローカル環境図 2. 資料共有型会議を支援するシステム構成
図 1.テレプレゼンスロボットの外観
Figure 1. Apparatus of telepresence robot
3.2 資料共有型会議を支援するシステム構成

Figure 2. System for document base meeting
狭角映像の視野
狭角映像の視野

狭角映像
狭角映像

資料共有型会議を支援するシステムとして，本研究ではデスクトップ型およびタブレット型の 2 種類のインタフェ広角映像ースを実装した．これらのシステムでは，遠隔操作者によ広角映像

るローカル環境側の任意地点の視覚情報取得を支援することにより，遠隔参加者の会話への参与の向上を図る（図 2）．
3.2.1 デスクトップ型操作インタフェース
デスクトップ型操作インタフェースの構成を図 3 に示す．
このインタフェースはローカル環境の映像を表示するディ

注視点
注視点
アイトラッカー

アイトラッカースプレイと遠隔参加者の視線を計測するアイトラッカー（The Eye Tribe），視野の操作を行うマウスで構成される．
また，ローカル環境側のロボット上部に広画角のカメラを注視点座標↓
注視点座標
ロボット頭部の回転角↓
ロボット頭部の回転角設置する．ディスプレイには，ロボット胸部に取り付けらマウスの左右移動量↓
マウスの左右移動量
ロボット全身の回転角↓
ロボット全身の回転角れたカメラで取得した一般的な画角の映像（以下，狭角映像）を全画面表示し，ロボット上部に設置した広角カメラの映像（以下，広角映像）をディスプレイ上部中央に合成した．さらに，狭角映像の視野に相当する範囲を広角映像上に赤い枠で描画した．ロボットの身体方向の操作はマウスの左右の移動によって行い，ロボットの回転による狭角映像の視野の変化に伴って，広角映像上の枠が追従して移図 3. デスクトップ型操作インタフェースの概要

動する．これにより，遠隔参加者はディスプレイ上部の広Figure 3. Control interface using desktop PC.

角映像でローカル環境全体を見て参加者や共有物の位置を把握しながら狭角映像の視野を操作し，より詳細な情報に素早くアクセスすることができる．また，アイトラッカー
により遠隔参加者の視線情報を計測し，ディスプレイ上の注視点を赤い円で描画した．注視点の座標をロボット頭部の注視方向（上下・左右の回転角）に変換し，ロボットのタブレット端末の回転角↓ロボット全身の回転角

頭部を遠隔参加者の狭角映像上の注視点に追従させることで，遠隔参加者の視線を伝達する．
資料共有型会議において，遠隔参加者はローカル環境側

図 4. タブレット操作インタフェースの概要の参加者と対象物を交互に見回す必要があり，広角映像をFigure 4. Control interface using tablet PC.

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参照しながら素早く視野を操作できるインタフェースが対遠隔地話を円滑に進める上で有効であると考えられる．また，遠ローカル環境

隔参加者の視線を正確に表現することができるため，遠隔参加者がどこを見ながら対話しているかの情報が遠隔地に伝達され，共同注意が達成される．これにより，遠隔コミュニケーションの円滑化が期待される．
3.2.2 タブレット操作インタフェース
タブレット操作インタフェースは，タブレット PC やス
マートフォンなどのタブレット端末を手に持ち，端末の回転角を利用してロボットを操作するインタフェースである

図 5. 会話中心型会議を支援するシステム構成（図 4）．タブレット端末のディスプレイにはデスクトップ

Figure 5. System for conversation base meeting.

型操作インタフェースと同様に狭角映像と広角映像を表示し，狭角映像の視野に相当する範囲を赤い枠で広角映像上頭部の回転角↓ロボット頭部の回転角に描画している．デスクトップ型ではマウスで狭角映像の視野を操作していたが，タブレット操作インタフェースでは端末を持った遠隔参加者の身体方向をタブレット端末内全身の回転角↓
ロボット全身の回転角の角加速度計を利用して計測し，ロボットの身体方向に同期させることで，遠隔参加者の左右の振り向き動作による狭角映像の視野の操作を行うことができる．しかし，タブレット端末と遠隔参加者の頭部の相対位置は持ち方により変化する可能性があるため，アイトラッカーによる視線の図 6. 装着型操作インタフェースの概要

計測は行わず，ロボット頭部は身体方向の正面を向き続けるようにした．

Figure 6. Control interface using wearable sensor.

タブレット操作インタフェースでは，資料共有型会議にこのような双方向型のシステム構成とすることで，遠隔おいて，より直感的で素早い操作を実現する．タブレット

地間で視線方向と身体方向が共有され，遠隔参加者を交え端末の回転角や移動量に同期して表示内容を変化させるイた参与構造の構築が行われると考えられる．これにより，ンタフェースについては CG 空間の操作やメニュー選択な遠隔参加者の会話への参与の向上が期待される．

どに応用されており，身体的な動作を伴う運動記憶が操作時間短縮に有効であることが示されている[13]．遠隔対話

4. まとめにおいても，タブレット操作による運動記憶がローカル空本研究では，複数人が参加するハブオフィスに遠隔から間内の位置関係などの把握を支援し，素早い操作に効果が1 名のテレワーカーが参加する際，ローカル環境側の参加あると考えられる．

者に比べて参与が低くなるという課題を解決するため，会

3.3 会話中心型会議を支援するシステム構成

議の状況に合わせた複数のテレプレゼンスロボットシステ

会話中心型会議の支援に当たっては，遠隔参加者に対しムの提案を行った．今後はそれぞれのシステムについて，てもローカル環境側からの非言語的情報を提示するため，想定する状況で実際にシステムを用いた遠隔対話実験を行

遠隔参加者側の空間にもロボットを配置する双方向型のシい，提案システムの効果を検証していく予定である．

ステムを構築する．システム構成を図 5 に示す．ここでは，

参考文献

ロボットは身体方向と視線方向を明示可能なヒューマノイ

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ドロボットを用いる．このシステムでは，遠隔対話に参加する人数分のロボットを使用し，それぞれの参加者の代理として双方にロボットを配置する．各参加者は頭部と胸部に 3 軸角加速度センサを搭載した計測装置を装着する．2
つの計測装置はそれぞれ参加者の頭部と胸部の角加速度から回転角を算出し，対応する遠隔地のロボットの頭部方向，身体方向に反映させる（図 6）．これにより，参加者は特に意図的な動作を行うことなくロボットを操作することができ，自然で無意識な身体動作をロボットに反映させることができる．

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2016/3/35) Yankelovich, N., Simpson, N., Kaplan, J. and Provino, J.: Portaperson: telepresence for the connected conference room; Ext. Abstracts
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