情報処理学会 インタラクション 2020
IPSJ Interaction 2020

1B-13
2020/3/9

ロボットを「着る」インタラクションの効果検証に向けた
ウェアラブルロボットプラットフォームの開発
松永夏紀†1,3田中義丸†2

塩見昌裕†3日野圭†1小笠原治†1

概要：人とソーシャルロボットとの新たな関わりあい方の一つとして，ロボットを「着る」インタラクションが扱われつつある．着るロボット，すなわちウェアラブルロボットの利用が進みつつある中で，着るという行為そのものが人々とロボットの関係性にどのような影響をもたらすかはいまだ明らかになっていない．そこで本稿では，その影響を明らかにするために必要となる，ウェアラブルロボットプラットフォームの開発について報告する．具体的には，人の肩部分に装着可能な 5 自由度のアーム型ロボットを設計し，人とのインタラクションを行うためのインタフェー
スとして音声または LED を備えている．また，RGB-D センサ及び加速度センサを搭載しており，近くに存在する人や物，および自身の姿勢情報を利用した動作制御が可能となっている．今後，当該ロボットを用いた評価実験を実施し，ロボットを「着る」インタラクションの効果検証を進める予定である．

1. はじめにットプラットフォームの開発に取り組む（図 1）．具体的には，比較的小型で多自由度を備えるロボットアーム型をベ

人々と関わりあうソーシャルロボットは，その活動領域ースとし，各種センサおよび音声出力機能を備えた，対話を街角や小学校，家庭内といった日常的な生活環境だけでインタラクションが可能なプロトタイプについて報告する．

はなく，パワードスーツ[1, 2]などのウェアラブルロボットに代表される「人々がロボット自身を纏う」状況をも対象としつつある．例えば，人々の健康支援を目的として一緒に歩くパートナーとして肩乗り型のウェアラブルロボットを用いる研究や[3] ，遠隔地の人々と密接な連携をするために複数のアームで構成されるウェアラブルロボットを用いた研究などが進みつつある[4] ．また，元々ウェアラブルロボットとして設計されていなかった小型のロボットを，あたかも身に着けているかのように持ち歩けるようなアクセサリーも販売されており a，デザイン性を重視したウェアラブルロボットの開発も進んでいる[5] b．このように，ロ図 1開発したウェアラブルロボットプラットフォームボットを服のように着て利用すること，いわばウェアラブルロボットがファッションの一種として扱われる行為が，ロボットの新たな利用方法として市民権を得つつある．

2. システム構成

その一方で，そもそもロボットを身に着けることで，利図 1 に示すウェアラブルロボットは，5 自由度のアーム用者とそのロボットとの関係性にどのような影響がもたらロボットであり，人の肩に装着可能な部品に取り付ける形されるかについてはいまだ明らかになっていない．着る行で利用する．RGB-D センサが先端に備え付けられており，為は物理的に接触を伴う行為であり，また人とロボットの近づく人や物に応じた動きをすることが可能である．また，接触行為は人同士の接触行為と同様に様々なメリットをも加速度センサを用いて本ウェアラブルロボットの先端がどたらすことが明らかになっている[6-9] ．そのため，ロボの方向を向いているかを検出できる．動き以外にも，人とットを着る行為も同様に人とロボットの関係性に良い効果の 関 わ り 合 い を 可 能 に す る た め に ， PC と 接 続 さ れ たをもたらすことが予測できるものの，定量的な評価がなさBluetooth スピーカーを用いた音声再生機能を備えている．

れていない現状がある．

さらに，色情報を用いた感情表現[10, 11]を行うためのデバ

そこで本研究では，ロボットを「着る」インタラクショイスとして，ロボットの先端に LED を設置した．感情表現

ンがもたらす影響の検証を通じた人間理解研究を最終的なとしての色変化以外にも，加速度センサや RGB-D センサ目標と位置づけ，その第一歩としてまずウェアラブルロボの情報を用いて色を変化させることも可能である．

†1 京都造形芸術大学大学院†2 株式会社ロボティズ日本支店†3 ATRa https://robohon.com/news/180313.php （2019/12/18 閲覧）
b http://kyunkun.com/metcalf/（2019/12/18 閲覧）© 2020 Information Processing Society of Japan

表 1 に，このウェアラブルロボットにおける各構成要素の詳細を示す．図 2 に，ハードウェア構成図を示す．

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ウェアラブルロボットの各構成要素一覧も使用可能なため，装着した場合と装着しない場合での，制御 PC

Panasonic 社，レッツノート CF-SV7

同じロボットに対する印象形成の差異を検証可能である．

OSUbuntu 16.04

制御方式

PC との有線接続

ソフトウェアROS Kinetic Kame

サーボモータXL430-W250-T×3 個（1 軸×3）

表1

2XL430-W250-T×1 個（2 軸×1）
（ROBOTIS 社，DYNAMIXEL シリーズ．
通信には同社製の U2D2 を用いた）
電源

12V5A の AC アダプタを利用

センサ

RGB-D センサ×1（Intel RealSense Depth Camera D435i）
加速度センサ×1(a) 手が遠ざかっている場合（MMA8452Q 使用 3 軸加速度センサーモジュールキット）
音声出力

Bluetooth スピーカー×1（Anker Soundcore Ace A0）

LED

PL9823-F5×4

LED 制御用Arduino Nano×1

マイコン(b) 手を近づけた場合
図 3

手を近づけると逃げる動作をする様子

図 4

ロボットを装着せずに使用する場合

図 2 ハードウェア構成図

3. 動作例１
本章では，本ウェアラブルロボットの動作例について述べる．図 3 に，手を近づけると逃げる動作をする様子を示す．本ロボットは搭載した RGB-D センサで計測した人間や物体を認識することができる．人や物を認識した際に，嫌がって逃げるような動作を本ウェアラブルロボットに実装した．本ロボットは搭載した RGB-D センサの計測データから人間や物体の接近を認識することができる．認識の際，嫌がって逃げるような動作を本ウェアラブルロボット

4. おわりにに実装した．これには，人や物が本ウェアラブルロボットに衝突することを防ぐのはもちろん，愛玩動物がじゃれるような印象を人にもたらす作用がある．
本ウェアラブルロボットは，装着せずとも使用可能である．図 4 に，装着せずに使用する場合を示す．装着せずと© 2020 Information Processing Society of Japan

ソーシャルロボットと人々の関わりあい方の一つとして，人々がロボットを「着る」インタラクションが普及しつつある．このようなインタラクション形式が人々に与える影響を検証することを目的とし，本研究ではその検証に必要

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2020/3/9となるウェアラブルロボットプラットフォームのプロトタイプ開発に関して報告を行った．
開発したロボットは，人の肩に装着することを前提とした設計とし，比較的小型かつ多自由度を備えるロボットアーム型とした．RGB-D センサおよび加速度センサを用いた[11]

Human Interactive Communication, pp. 314-321, 2012.
S. Song, and S. Yamada, “Expressing Emotions through Color,
Sound, and Vibration with an Appearance-Constrained SocialRobot,” in Proceedings of the 2017 ACM/IEEE InternationalConference on Human-Robot Interaction, Vienna, Austria, pp.
2-11, 2017.

身体的インタラクション，LED の色変化を用いた感情表現，および音声発話を伴う対話インタラクションを行うことが可能である．今後，開発したロボットを用いた評価実験を実施し，ロボットを「着る」インタラクションの効果検証を進める．
謝辞

本研究体制の構築にご協力いただいた株式会社

karakuri products 代表取締役松村礼央氏，並びにハードウェアの製作にご支援いただいたコワーキングスペース
DMM.make AKIBA 様，及び株式会社ロボティズ日本支店様に厚く御礼申し上げます． 本研究の一部は JST，CREST，JPMJCR18A1 の助成を受けたものです．

参考文献
[1]

Y. Sankai, "HAL: Hybrid assistive limb based on cybernics,"
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[3] R. Totsuka, S. Satake, T. Kanda, and M. Imai, “Is a Robot a Better
Walking Partner If It Associates Utterances with Visual Scenes?,”in Proceedings of the 2017 ACM/IEEE International Conferenceon Human-Robot Interaction, Vienna, Austria, pp. 313-322, 2017.
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Inami, “Fusion: full body surrogacy for collaborativecommunication,” in ACM SIGGRAPH 2018 Emerging
Technologies, pp. 7, 2018.
[5] Hsin-Liu (Cindy) Kao, Deborah Ajilo, Oksana Anilionyte,
Artem Dementyev, Inrak Choi, Sean Follmer, and Chris Schmandt,"Exploring Interactions and Perceptions of Kinetic Wearables" inACM DIS'17 Proceedings of the 2017 Conference on Designing
Interactive Systems, pp. 391-396, 2017[6] R. Yu, E. Hui, J. Lee, D. Poon, A. Ng, K. Sit, K. Ip, F. Yeung, M.
Wong, and T. Shibata, “Use of a Therapeutic, Socially Assistive
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[9] M. Shiomi, A. Nakata, M. Kanbara, and N. Hagita, “A Hug from a
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