project

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地域コミュニティにおける生活コミュニケーション活性化技術－人に優しいヒューマン・マシン対話の実現－
PROJECT MEMBER〈代表者〉 システム理工学部〈構成員〉 大学院

電子情報システム学科

理工学研究科

教授：間野 一則
教授：古川 修システム理工学部

機械制御システム学科

教授：長谷川 浩志

システム理工学部

電子情報システム学科

教授：井上 雅裕、新津 善弘

工学部共通学群

教授：山崎 敦子

さいたま市には、総合療育センターひまわり学園（障准教授：岡田 佳子

2 0 15 年 度 活 動 の 成 果

害児総合医療施設）があり、地域の障がい児（者）の福祉の増進を図っている。一方、感情認識や音声対話機能を有したロボット（例：ソフトバンク Pepper）が開発途上であり、地域・一般の生活環境において福祉・教育（1）前期：システム工学特別演習での実施
大学院理工学研究科システム理工学専

介護のケアサービスやエンタテイメントを目的とした攻必修科目のシステム工学特別演習（履修利用が期待されている。さいたま市産業展開推進課で者83名）、及び、システム理工学部システム工学演習C

もロボットを利用した地域サービスとして、療育セン（履修者13名）の合同授業においてPBL（Project Based

ター等での活用法や課題研究の要望があった。しかし、Learning）を実施した。この授業は、「システム思考」、「シ

現状のシステムでは、簡単な案内や日常の応答などにステム手法」、「システムマネジメント」技術をベースに、限定され、対象とする施設ごとの要求に沿ったきめ細学生たち自身が社会において取り組むべき課題を設定し、かいアプリケーション開発・サービスのカスタマイズがチームで分析・シミュレーション・プロトタイプの作成を必要となる。そこで、本学と連携し、対象コミュニティ行い、その総合的問題解決策を提案するものである。

におけるヒューマン・マシン対話サービスシステムの授業では、２チームが本プロジェクトに関するPBLを構築を試みた。大学院のシステム工学特別演習、産学・取り上げた。

地域連携PBLでの活動を中心に、療育センターとのヒテーマ１：Pepperを用いた自閉症がい害児のコミュニヤリングや学生自身の臨床体験に基づき、段階的に障ケーション促進ツール害児とコミュニケーションを行う対話ロボットシステム

テーマ２：Pepperによる年齢別解説システムのプロトタイプを構築した。

テーマ１は、本プロジェクトでも主要課題とし取り上げたテーマである。自閉症を対象にすることは、学生が自ら話し合って提案したものである。実際に、ひまわり学園にて医師、職員とのヒヤリングを通じて、段階別の対話システムを提案した（図1参照）。テーマ２は、人に優しいコミュニケーションということで、科学館・博物館での解説を訪問者の年齢に応じてわかりやすく伝える

81 中間成果報告書（2013 - 2015）

ものである。最終的な、授業評価としては、16チーム中、電子情報通信学会 ISS学生ポスターセッションにおいてテーマ１は3 位、テーマ2は10 位であった。

発表した。これまでの成果としては、自閉症障がい児への応対手法として、ロボットと段階別にコミュニケーショ
図1：
テーマ１の段階的なコミュンを深める手法を提案し評価いただいた。
（本研究の詳細については、主なトピックス参照）。

ニケーション

今後の課題として、自閉症障がい児は、一人一人違っ促 進 ツー ルていること、構築すべきシステムとして、単なるおもちゃシステムではなく、療育的なシステムであることが強く期待されており、そのためのシステム構成の検討の他、サービス

テーマ１に関しては、優秀班として、韓国大邱で開催

システムとしての応対バリエーションの多様化、安全性されたE2Festa2015及びICDF2015に参 加し、本プロ等の検討を行う。

ジェクトでの活動を英語で報告した。

● 学会発表● Engineering Education Festival 2015（E2Festa 2015 ）［1］Yoshito Tasaki, Satoshi Kawai, Kazunoriの2015 Capstone Design Fair International Session にMano, "Design of a Communication Promotionて発表。タイトル：An Autistic Child Communication

System with an Interactive Robot（Pepper）for

Promotion Tool Used by Pepper

Autistic Children," International Workshop on● International Capstone Design Fair 2015（ICDF 2015）

Intervention of Children with Autism Spectrumにて発表。E2Festaと同会場で行われた詳細プレゼ

Disorders using a Humanoid Robot （ASD-ンテーション。高麗大を含め韓国8 件、及び芝浦工大

HR 2015 ）associated with JSAI International

3 件、銀賞獲得。

Symposia on AI 2015（IsAI-2015 ）, November（2）後期：産学地域連携PBLでの実施

2015.

大学院理工学研究科共通科目の産学・地域連携PBL［2］田崎、間野、“自閉症のための個人差を考慮した段階授業（履修者14 名＋学部学生）において、１チーム（学生別ロボット対話システム” 電子情報通信学会

3 名）を構成し、前期のテーマ１：自閉症障がい児のコミュ

学生ポスターセッション、2016-03。

ニケーション促進ツールについて継続課題としてPBLをISS● その他、研究活動の一環として、情報通信分野でも自閉症に関する研究会が開催されており、それに参加実施した。図2に活動の様子を示す。

し、関連分野での取り組みを調査した。
電子情報通信学会 発達障害支援研究会（ADD）主催 第3回「自閉症と音声」研究会、2015-11。
図2：産学・地域連携
PBLでの活 動の様子

社会貢献

地域コミュニティへのヒューマン・マシン
対話サービスシステムを提供するためには、現場での活用法・課題抽出を行うことが必須であり，さいたま市産業展開推進課の協力をいただき、研究テーマ：自閉児のための対話ロボットをさいたま市ひまわり学園の医師・職員や青少年宇宙科用いたコミュニケーション促進ツールの設計

学館の職員の方々にヒヤリングを実施し、各システム構研究代表者の所属する情報通信デザイン

築のための要求条件を固めた。これに基づき、ロボット研究室の修士課程１年の修士研究として進められてい（Pepper）を用いたコミュニケーションサービスのプロトる。人工知能学会のシンポジウム ASD-HR2015、及び、タイプは作成されている。

研究

中間成果報告書（2013 - 2015） 82

主なトピックス

ロボットによる段階的コミュンケーション
促進ツール（教育・研究）てみよう」と話す。正解したときは「正解。よくできました」と褒める。もし自閉症障がい児が正解に辿りつけないときは、側にいる保護者もしくは療法士の方が正しい答えを構築したシステムは、Pepperの対応を「モノ」「システ教える。間違った答えを指摘するのではなく正しい答え

ム」「エージェント」の3 段階に分けて自閉症障がい児とコを教える事が重要である。この正しい答えを教える流れミュニケーションするシステムである。図3にシステム全は徐々に薄めていくことで、自閉症障がい児が自発的に体のユースケース図を示す。子供たちが、Pepperをモノ答えを出せるようになり、自ら意見を出せるようになることしてみるケースをSTEP1、やりとりのあるシステムとしとを期待している。てみるSTEP2、より高度なエージェントとしてみる2つのケースをSTEP3、STEP4とした。

STEP4は、Pepperが質問をし、自閉症障がい児に答えさせる形式である。例えば、年齢を問う質問では、まずSTEP1では、自閉症障がい児のPepperに対する恐怖心

挨拶によりPepperを起動すると、Pepperは自閉症障がいを和らぎ、興味を持たせることを目的として児童がPepper児を認識し、「何歳か教えて」といてくる。自閉症障がいに対する簡単なアクションに反応する仕組みである。

児が自分の年齢を答えられたときは、Pepperが「上手にSTEP2では、先行研究より自閉症障がい児が興味を教えてくれてありがとう」と答え、答えられないときは、保抱いた後は、システムとしてのパターンを探るようになる

護者もしくは療法士の方が正しい年齢を教えて正しく答との考察に基づき、自閉症障がい児にパターンを探させ、えられるまで問答を繰り返す。ここでも正しい答えを教えPepperとのコミュニケーション距離を縮めることを目的とる事が重要である。この正しい答えを教える流れは徐々した。
「タブレット端末に表示されたボタンを押すと、ボタに薄めていくことで、自閉症障がい児が自ら意見を出せるンと同じポーズをPepperがする」というパターンを自閉症ようになり、コミュニケーション能力の向上につなげる。

障がい児に探させる。ゲーム感覚で楽しみながらパター

今回、これらのプロトタイムシステムを構築し、ひまわンを探すようになると予想する。また、距離感知を利用しり学園の医師・職員の方々に評価をいただいた。今後のたパターンでは、Pepperの距離感知を利用し、Pepperに課題としては、以下のものが考えられる。

近づくとPepperの反応が変わる、というパターンを障が● 段階別ロボット対話システムの条件設定、判定。

い児に覚えてもらう。

●ロボットとのコミュニケ―ションにおけるユーザ体感品

STEP3、STEP4では、Pepperに対する恐怖心がなく興味を持って自らPepperに接しに来ると想定できる段階でのコミュニケーション能力の向上を目的とする。ここでは療育現場からの「パターンで覚えさせること」を参考に
ABA理論（行動の前後の出来事に着目することで、人の質（Quality of Experience, QoE）の確立。
● 対話相手（ユーザ）の行動取得とそれに基づく対話コミュニケーションシナリオの自動生成。
● 療育対話ロボット（最終形態システム）の改善バージョンを作る。

行動を変容させたり、新しい行動を教えたり、不適切な行動をなくすという方法）に基づく。これにより問題行動の分析と対処やコミュニケーション能力の底上げが見込まれる。STEP3は、ジェスチャーを利用したゲーム形式である。まず挨拶によりPepperを起動する。Pepperは自閉症障がい児を認識し、1つのポーズをし、「僕と同じポーズはどれかな？」と話しかけ、表示されたポーズから１つを選択する。間違ったボタンを押したときは「もう1度やっ83 中間成果報告書（2013 - 2015）

図3：システム全体のユースケース図

療育に結びつくロボット対話システムとは？
ひまわり学園との交流（社会貢献）ためかもしれない。唯一、ロボットの導入に興味を示していただいた機関が、障がい者療養施設のひまわり学園であった。ひまわり学園としては、最初から療育的な側面を「療育に結びつくロボット対話システム」を作ってほし期待していたのかもしれない。

い、ということを、最初のさいたま市ひまわり学園とのヒ本年度のプロジェクトにおいては、ロボットを実際に障ヤリングにおいてアドバイスいただいた。
「療育」これが、がいのある子供たちに実際に使ってもらうところまでは到本プロジェクトにおいて、最も重要なキーワードとなった。

達できなかった。これは、安全性や倫理規定といった面いまやPepperは、デパート、銀行、電気店などで広く利での対応が大きい。しかし、学生自身が、当該施設での用されつつある。しかしながら、療育に結びつけるというボランティア体験を実施し、子供たちとの生身のコミュニ観点からのシステム作りは殆どない。

ケーションを体験することができた。この体験から得られ「療育」とは、英語いうとmedical treatment and education

た知見は今後のシステム構築に大いに役立つと期待できということで、医学的な治療と教育という意味である。
（他る。今後も地域で実際に活動されている方々とのコミュニに、intervention、rehabilitationという用語が取り上げケーションを大切にしていきたい。

られることもある。
）ひまわり学園とのヒヤリングでは、子（参考）学生の臨床体験：参加したのは，知的障がい供たちは、動くものや・光るもの・ゲームといったものに、児の年中クラス（7人）である。初対面の人に対して興味非常に興味をもつ。しかし、ただ子供たちが喜ぶものをを示したのは半数で、残りの子供たちは目をあわせても提供するだけのものはいらない。子供たちの行動に対しらえない。子供たちとは、音楽に合わせたダンスと風船て、ロボットがそれを検知し子供の行動を改善させるよう遊びに参加した。ダンスでは音楽に合わせて踊る子もいなシステムが期待されていることがわかった。例えば、子れば、自由に動く子、全く動かない子もおり、多様性を供がロボットに接するときに、ロボットの体や手を強く叩感じた。風船遊びにおいても遊ぶ子もいれば、興味を示いたりしたら、ロボットが「痛いよ。優しくさわってね。
」とさない子もいた。ロボットによるシステムづくりでは、子

いって、子供の行為が相手によくないことをしたことを教供たち一人一人に対応し興味を持たせることが強く要え、次に優しくさわってもらうことを促すような対話が実請される。

現するとよい。また、子供が、朝「おはよう。
」とあいさつしてきたら、「おはよう。あいさつしてくれてありがとう。
」と返事をして、子供の行為がロボットに対してうれしい行為であることを知らせることで、少しずつ子供たちに、対話を促すような仕組みを構築できたらよい。
さいたま市からの当初のお話では，Pepperを幼稚園・保育園に導入してその教育に使えないかということで、事前に調査いただいたところ、実は、すべての施設においてロボットの導入に否定的なコメントをいただいた。高齢者施設でのサービスやエンタテイメントでは、Pepper

図4：さいたま市総合療育センター ひまわり学園訪問が人々と楽しそうにしているのに、である。これは、ロボット自身の安全性や性能という側面もあるが、幼稚園・保育園におけるロボットの役割りが不明確で、単なる職員の助手（忙しい職員の補助）としての利用と捉えられた

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