HAIシンポジウム2006
Human-Agent Interaction Simposium 2006

2OS-A-1

身体イメージを想起させる擬人化ディスプレイロボット
大澤博隆†

向井淳†

今井倫太†††† 慶應義塾大学理工学部† 慶應義塾大学理工学研究科
E-mail: †{osawa,mukai,michita}@ayu.ics.keio.ac.jp
あらまし

本研究では，身体部品を取り付けて物体を直接擬人化し，情報提示を行うディスプレイロボットを提案する．ディスプレイロボットは目や腕などの身体部品を持ち，取り付けられた位置や，取り付け状況にあわせた擬人化を行う．そして，ユーザに対し，取り付け対象の身体イメージを想起させることで，対象と連動した情報提示が可能である．本論文では，ディスプレイロボットを実際の展示場で展示した際の，ユーザの評価結果について述べ，物体擬人化手法の効用について検討する．
キーワード

擬人化, ヒューマンロボットインタラクション

Displaying robot for anthropomorphization recalls body-image
Hirotaka OSAWA† , Jun MUKAI† , and Michita IMAI†††† Faculty of Science and Technology, Keio University† Graduate School of Science and Technology, Keio University
E-mail: †{osawa,mukai,michita}@ayu.ics.keio.ac.jp
Abstract We propose “displaying robot” that directly anthropomorphize an object using human-like body parts.
Displaying robot is constructed by eye-like and arm-like devices. It anthropomorphizes an object according to attached places or situations. According with displaying robot, user accept body-image of the object and communicatesmoothly with an object. In this paper, we examine user’s evaluations for displaying robot in an exhibition spaceand discuss an effect of anthropomorphization by this device.
Key words Anthropomorphization, Human-robot interaction

1. ま え が き体に人間の身体部品を取り付けて，物体の擬人化を行うディスプレイロボットを提案する．ディスプレイロボットの目標は，家庭内家電の高機能化，ネットワーク化に伴い，ユーザが身物体を擬人化することで，環境中に置かれた無線アドホックセの回りの機器から受け取る情報は爆発的に増えつつある．たとンサや RFID などの外部情報取得デバイスから得られる情報をえば，ネットワーク化された冷蔵庫では，RFID のついた食品

物体から見た相対的な情報に変換し，人間と環境中の物体とのと連携して賞味期限をユーザに通知することが出来る．

直観的なインタラクションを可能にすることである．Reeves ら

従来，このように複雑な機器の各機能をユーザにわかりやすの Media Equation に関する研究 [7] では，人間は状況によっく伝えるため，デザインによる解決やインターフェース設計にて，物体自身をコミュニケーション対象とみなし，あたかも身よる解決などが行われて来た．しかしながら，複数の機器同士体があるように行動することが示されている．ディスプレイロが連携したり，各機器が環境中のセンサと連携を行って情報をボットは身体部品を取り付けることで物体に内在する身体のイ提示する次世代の家電ネットワーク社会では，単一機器のインメージを拡張し，物体に対して積極的に主体を持たせることがターフェース設計の変更だけで，爆発的に増加する情報に対処できる．たとえば，洗濯機がディスプレイロボットによって擬するのは限界がある．このため，各機器自体をの改良を行うの人化されていれば，ユーザはその蓋を「口」として扱うことがではなく，機器とユーザの間にエージェントを介し，ユーザと出来るようになる．

エージェントがインタラクションを行うことで，ユーザに情報を伝える方法が注目されている．
本研究ではエージェントによる情報伝達の一手法として，物擬人化エージェントを利用して，人間へ指示を行う方法としては，従来では図 1 上のように，擬人的な CG エージェント [3]やロボット [1] [2] が主に使用されてきた．しかしながらこの手—1—

Displaying robot serverthrow garbage
into this trash

3D location
converter

face detection

scenario
serverbody-image
coordinates
calcurator

trash

throw garbage
into my head

図 1 擬人的なエージェントとディスプレイロボットの違い

arm motion
controller

Welcome!

図2

trash

eye motion
controller

voice
selector

2. 設

システム図

計

2. 1 システム構成
ディスプレイロボットのシステム図を，図 2 に示す．

法では，エージェント自体の身体イメージと物体の身体イメー

ディスプレイロボットはまず，取り付けられた座標を元に自ジが異なり，物体と別に擬人的なエージェントが存在する形にらの身体イメージの座標を計算し，これを元に基本モーションなるため，物体とのインタラクション中に，ユーザの認識するや音声を決定する．ディスプレイロボットの主要な処理はシナ対象が増える．その結果，図 1 上のようにユーザの興味対象が，リオサーバで行われる (図 2 中央)．シナリオサーバはディスプ

説明対象よりも説明を行うエージェントに向かってしまい，円レイロボットを使用して行うシナリオを選択し，ユーザの顔座滑なインタラクションが進まない可能性が考えられる．

標，Iris-board や Arm-bot の取り付け位置から求めた身体イ

一方，ディスプレイロボットを使用し，擬人的な目や腕を物体に取り付ける手法では，図 1 下のように物体が直接擬人化さメージ座標を利用して，内部のシナリオにしたがって発話内容や目，腕のモーションを選択する．

れる．これにより，エージェント自体の身体イメージと物体の2. 2 ハードウェア構成

身体イメージが統一され，ユーザの注意が他に向かうことがな

ディスプレイロボットのハードウェアは以下の部品より構成くなると考えられる．

されている．

また，従来手法と比較して，擬人化によって生じる「頭」やIris-board は液晶を使用した仮想的な目であり，取り付けた「腹」などの身体イメージを使用した会話が行えるようになり，3 次元座標と向きベクトルを元に，瞳の表示位置を決定してい従来より直観的な指示・インタラクションが可能になると考え

る．Iris-board の厚さは 2cm である．これにより，物体自体にられる．

埋め込まれた目が注視するかのように，任意の座標を指し示す

ディスプレイロボットのうち，目を模したデバイス「Iris-ことが可能である．

board」を使用したディスプレイロボットに対する評価は，筆Arm-bot は片腕 6 軸の自由度を持った腕型デバイスであり，者らの以前の研究で行われている [4] [5] [6]．しかしながら，こ手の指先を動かした細かいモーションまで行うことが出来る．

れら研究では，目を模したデバイスによる擬人化効果しか検討

Arm-bot はサーボモータとアルミフレームで構成されているされておらず，複数の身体部品を取り付けたときの，具体的なが，外装を布で隠すことで，物体に取り付けたときの違和感を身体イメージの変化が分からない．本研究では擬人化によって，少なくしている．

ユーザがどのように物体の身体イメージを受け取るか調べるた

また，ユーザの顔の追跡には，フレーム速度の高い ieee1394

め，腕を模したデバイス「Arm-bot」を開発し，Iris-board とカメラ及び，haar-like feature [8] を利用した顔画像検索手法をArm-bot を物体に取り付け，目と腕を利用したユーザーとのイ用いた．これにより，毎秒 10 フレームで人間に追従して動く，ンタラクションを行った．その結果，ディスプレイロボットに自然なインタラクションが可能となる．

よる擬人化が，主に女性に受け入れられることを確認した．まこの他，ディスプレイロボットの発する声は，小型のスピーカ

た，Iris-board や Arm-bot の取り付ける位置を変化させるこから再生される．スピーカは隠して設置することが出来，ユーとで，ユーザの受け取る身体イメージが変わることを確認した．

ザはあたかも物体自身から声が聞こえるように感じることが可能である．

—2—

search user’s face
If detect face

lost face

Directs user
by eye and arm
4 seconds latercall user by voice

beckon user by hands

図 4 ごみ箱への取り付け図表1

図 3 インタラクションの流れ

3. 調 査 実 験図 5 エアロバイクへの取り付け図
各形容詞対

堅苦しい

うちとけた

柔軟なこわばった

新しい

古い

こわい

やさしい

つまらない

面白い

冷たい

暖かい

本章では，ディスプレイロボットの効果を検討するため，ディ近づきやすい近づきがたいスプレイロボットを実際の機器に取り付け，ユーザとのインタ不愉快な愉快な陽気な陰気なラクションを行い，その結果を見る調査実験を行った．ユーザ

愚かな

賢い

地味な派手なボットがユーザに呼びかけを行うことで，ディスプレイロボッ

のろいすばやいトを取り付けた対象へユーザを呼び寄せる，呼び込みタスクをわがままな思いやりのあるへのインタラクションシナリオとして今回は，ディスプレイロ選択した．
調査は，慶應義塾大学矢上キャンパスで行われた矢上祭 (文化単純な複雑なわかりにくいわかりやすい祭) の研究室展示にて行った．調査期間は 2 日間 (10/14,10/15)
合わせて 15 時間であり，初日が 12:15-17:15 の 5 時間，2 日目

弱気な

強気な

気持ちいい

気持ち悪いが 10:15-17:15 の 7 時間であった．
ディスプレイロボットによる，ユーザとのインタラクション

また，取り付け位置による身体イメージの変化を調べるため，の流れを図 3 に示す．まず，インタラクション前に対象となるアンケートでは，上記の形容詞対に加え各々体験してもらった物体に対し，目と腕となる部品，およびカメラとスピーカを取物体の写真を見せ，来場者が「頭」「お腹」と感じるところにり付け，身体イメージの座標を初期化する．その後，まずカメそれぞれ丸をつけてもらい，取り付け対象による身体イメージ

ラによって顔画像の検出を行い，検出が行われた場合には，その変化を調べた．の顔の大きさと位置から実世界上の顔の位置を求め，そちらに4. 結果向けて目による注視，および腕の移動を行った．さらに，一定時間 (4 秒間) 検知が行われた際に，あらかじめ用意した「こんアンケートの有効回答数は，初日 17 人，2 日目 35 人の合計にちは」「いらっしゃい」「おーい」「やあ」という 4 つの発話

52 人であった．このうち，男性は 31 人，女性は 16 人，性別のからランダムに 1 語を選び，ユーザへの呼びかけを行うととも無回答者は 5 人であった．また，ユーザの年齢は 10 代毎に区に，手先を動かして手招きを行った．これによって，ユーザを切って来場者に解答してもらった．年齢の有効回答数は 46 人

物体に呼び寄せるシナリオを実現した．

であった．アンケートに回答したユーザの年齢は，10 歳以下か

ディスプレイロボットの実装対象は，卓上サイズのゴミ箱 (初ら 50 歳以上まで，幅広い年代にわたっていた．来場者のほと日．図 4)，室内用運動器具のエアロバイク (2 日目．図 5) でんどが，ロボットを見たことが無く，また全ての来場者にとっあった．本研究では，目や腕，カメラの取り付け位置はあらかてディスプレイロボットを見るのは始めての体験であった．

じめ手動で入力した．

3. 1 評 価 手 法

4. 1 主成分分析によるによる社交性値結果
来場者のアンケート回答は任意であったため，形容詞対によ

ディスプレイロボットの評価のため，来場者に対し，展示のる評価を，各形容詞対単独で見ていくだけでは正確な評価が行

見学・解説を行ったあと，アンケートによる評価を行ってもらっえない．よって，まずこの結果に対して主成分分析を行って次た．アンケートは，17 対の形容詞対を用いた７段階の数値評価元の削減を試みた．その結果，評価値が 1 以上となった軸が 6(表 1) とディスプレイロボットが注視・呼びかけを行った際のつ存在した．結果を表 2 に示す．

印象についての記述評価からなる．なお，来場者に対するアンケートは強制ではなく任意であった．

このうち，情報をあらわすディスプレイロボットの評価にもっとも効果的である軸は，3 割弱の影響が見られる PC1 の社交性—3—

表2

主成分分析結果

2

PC1: 社交性 (28.8%)
暖かい←冷たい0.793

うちとけた←堅苦しい

0.680

すばやい←のろい

0.657

派手な←地味な0.613

賢い←愚かな

0.598-1

気持ちいい←気持ち悪い

0.611

-2

10

PC2: 新奇性 (11.26%)
新しい←古い0.600

地味な←派手な0.526

柔軟な←こわばった

0.451

0-9
(4)

10-19
(8)

20-29 30-39
(19)
(4)

40-49
(5)

50(6)

図 7 年代による社交性値の差

PC3: 直観性 (8.30%)
気持ちいい←気持ち悪い

0.458

わかりやすい←わかりにくい

0.443

こわい←やさしい

0.438

表3

見られたときの評価
うれしい！
ビックリしました

PC4: 単純さ (7.96%)

かわいい

わかりやすい←わかりにくい

0.490

単純な←複雑な0.475

陽気な←陰気な

0.391

評価＋

とても不思議な気がした
かわいい．なんかめがねをかけてるみたい
とても面白いPC5: やわらかさ (7.06%)

きょどった

気持ちいい←気持ち悪い

0.480

恐怖

やさしい←こわい

0.422

こわい

柔軟な←こわばった

0.404

PC6: 近付き易さ (6.40%)

ちゃんと見てるな
評価− 本当に目が合ったのか確信が持てなかった．

近づきやすい←近づきがたい

0.679

わからなかった．

わがままな←思いやりのある

0.353

目をそらしたら負けだと思ってる．

地味な←派手な

0.321

何されるのかと驚きました
今回の高さだと常に上目遣いで怖かった

1

見てる

0.5

表 4 呼びかけられた時の評価
不思議なきもち0

目がさめた
親しみを感じた
評価＋

-0.5

ビックリ！
気持ちが良い-1male(31 participants)

かわいい．なんかめがねをかけてるみたいfemale(16 participants)

おどろく．でも，誰もいない時は安心する
おどろいた
きもい．はい，と返事するかなくてわけわからない

図 6 性別による社交性値の差びっくりしました．タイミングが…

であると考えられる．よって，この社交性の軸を元に，各来場者の社交性値を求め，性別毎の，社交性値の平均値を求めた．

チョット機械的．
評価−

困った．
どうしていいかわからなかった

その結果，男性の平均値が −0.377851 となり，女性の平均値が聞き取りづらい0.433807 となった．結果を図 6 に示す．また，年齢回答があっ仰天した

た各個人に対して，年代ごとの社交性値の変化を求めた．この話す機能があると思っていなかったので驚いた

結果を図 7 に示す．さらに，社交性を正と感じた来場者と負と感じた来場者に対し，見られたとき，呼びかけられたとき，それぞれの区画に従って分類した．
「頭」と「お腹」の分類結果をれぞれの状況での有効な印象評価記述を分類した．分類結果は

図 9, 10 に示す．スラッシュ記号の前のアルファベットが「頭」

表 3,4 の通りであると受け取られた領域を示し，スラッシュ記号の後ろのアルファ

4. 2 身体図による身体イメージの比較

ベットが「お腹」と受け取られた領域を示す．

ディスプレイロボットを付けたそれぞれの物体 (ごみ箱，エアロバイク) に対し，写真に丸が付けられた領域を，図 8 のそ—4—

AABBCDC

女性の回答では，「かわいくてユニーク」など，ディスプレイロボットと物体を一体化して見た直観的な回答が多いのに対し，男性の方が「構造が簡素」など各部品の構造に注目した回答が多い (ディスプレイロボットと取り付け対象の物体が別であることを説明すると，驚く女性の来場者が多かった)．よって，上記の有意傾向が起きた原因として，女性の方がディスプレイロ

E

Dボットの取り付けられた物体をキャラクターとして捉えることが出来たのに対し，男性の方は，ディスプレイロボットの各機

図8

能に注目してしまい，その結果，ディスプレイロボットと取り身体イメージ分割図

付け対象物体を含めた身体イメージが受け取れず，各機能の不12備さが目に付き，不気味に感じてしまったという理由が考えられる．

10

したがって今後は，男性に対し，ディスプレイロボットでは8なくディスプレイロボットと取り付け対象物体を包含して，身体イメージを感じてもらうためには，ディスプレイロボット各6

機能の精度を高めるとともに，男性にとっても不自然さを感じ4させないシナリオを設計する必要があると考えられる．

5. 2 年代による評価の差

2

ディスプレイロボットの取り付けられた物体に対する，実験者の年代ごとの社交性値は図 7 の通りである．これより，特にABC

C/A

nothingB

D/C/CAB

ABA/D/C

00 代から 10 代にかけて大きく評価が下がり，そのあと緩やかに評価が良くなっているのが見て取れる．
この原因として，10 代以下の年齢であれば，たとえ物体に目

図 9 ごみ箱に対する身体イメージや腕がついていてもあまり抵抗感無く受け入れられるが，10 歳
10を過ぎると，目と腕をつけた物体とのインタラクションに気恥ずかしさを感じるようになり，その結果ディスプレイロボット

8に対する社交性値が低く感じられるようになるのではないかと考えられる．展示中に観察したところ，10 歳以下の子供は物怖6

じせずにロボットに向かい，腕や目を引っ張って積極的に遊ぶ子供が多かったが，10 歳を過ぎた子供から 20 歳の大学生にか4

けては，主に展示を遠巻きに眺めていることが多かった．
また，30 代から上にかけて，ディスプレイロボットに対する2

社交性の評価値が上がっていくが，これは年齢があがるにつれ，ディスプレイロボットとのインタラクションを客観的に観察すginthno/DE

A/DE

E
D/EA/C/ECABABEE/DAB/DC

ABAB/E0

図 10 エアロバイクに対する身体イメージることが出来，気恥ずかしさを感じなくなるからではないかと考えられる．また，特に 30 代より上の女性は，子供を連れた親子の来場者も多く，子供のポジティブな反応を見て，社交性値が上がった可能性も考えられる．
以上より，ディスプレイロボットは特に，10 代から 20 代にか5. 考察

5. 1 性別による評価の差
ディスプレイロボットの取り付けられた物体に対する，男性，女性の来場者が評価した社交性値に対して，F 検定を行ったところ，分散が等しいことが仮定できたため，等分散を仮定した

t 検定を行った．その結果，p = 0.070 となり，男性と女性の評価した社交性値の違いに対して，有意傾向が見られた．
この結果より，女性の方が男性よりも，ディスプレイロボッ
ト及びそれを取り付けた物体に対し，好意的な印象を得ていることがわかる．アンケートの自由記述に注目してみてみると，けて気恥ずかしさを感じさせる傾向があると考えられる．よって，今後は気恥ずかしさを感じさせず，インタラクションに集中させるようなディスプレイロボットの設計，およびシナリオの設計が必要になると考えられる．

5. 3 視線を受けたときの評価
社交性が負と感じたの意見には，目が合っておらずそのため恐怖感を感じているものが多い．一方，社交性が正と感じた来場者は，目の印象そのものを高評価しているものが多い．したがって，顔認識の精度とカメラの検知幅を広げ，ディスプレイロボットの視線をより良くユーザに合わせる必要があると考えられる．

—5—

5. 4 呼びかけを受けたときの評価

かの部分に分かれていない．物体がいくつかの部分から構成さ

社交性が負と感じた来場者の中では，呼びかけられた後の反れる場合には，身体イメージがそれらの部分から影響を受ける応に戸惑っている人が多い．これは，呼びかけを行った対象のことが筆者らの過去の研究で示されている [5]．よって，ディス意図が読み取れなかったためと思われる．今回の調査では呼びプレイロボットによって得られる身体イメージのモデルを作る

かけを行うことで，来場者を物体の近くに呼び寄せることを期ためには，さらなる調査が必要であると考えられる．

待していたが，取り付け対象であったゴミ箱やエアロバイクでは，手招きや呼びかけを行っても，来場者が意図を適切に読み6. 結論取れなかったものと思われる．よって，今後は機器の形状や機本研究では物体に人間の身体部品を取り付けて，物体の擬人能を生かし，ゴミ箱であればごみを捨てるような発話，エアロ化を行うディスプレイロボットを提案した．本研究ではディス

バイクであれば運動を促す対話など，呼びかけ対象の意図をプレイロボットを開発し，物体に取り付けユーザとのインタラはっきりさせるようなインタラクションデザインが必要である

クションを行うことで，ディスプレイロボットによる擬人化とと考えられる．一方で，社交性が正と感じた来場者の意見には，いう手法が，どの性別，どの世代に受け入れられるかを調査しかわいい，きもちが良い，の他安心する，というものもあった．

た．その結果，ディスプレイロボットは，主に女性にとって評

これは，ディスプレイロボットによって来場者がより多く存在

価が高く，また年代別に見ると，思春期の時代を除いて，各世感を感じることが出来，それが好評価につながったものと考え代間にまんべんなく好印象をもって受け入れられていることがられる．

確認できた．また本研究では，取り付け部位による身体イメー

5. 5 身体イメージの評価

ジの変化に付いても，調査を行った．その結果，目と腕の部品ディスプレイロボットをごみ箱に取り付けた状況では，正面を近接させて取り付けることで，身体イメージがより強固に形から見たときに目の付いている場所と，腕の生えている場所の作られることがわかった．

垂直位置が同じになる (図 8 左の B)．この状況下では，ほとん

今後は，物体に対する身体イメージの付与がどのように行わ

どの来場者が図 9 のように，腕と目がついた垂直位置よりも上れるか，および，付与された身体イメージを使ってどのようなの領域 (図 8 左の A) を「頭」と受け取り，腕と目がついた垂インタラクションが可能であるか，それぞれ検討していく必要

直位置よりも下の領域 (図 8 左の C) を「お腹」と受け取ってがあると思われる．

いる．
一方，ディスプレイロボットをエアロバイクに取り付けた状
況では，正面から見たときに目の付いている場所 (図 8 右の B)と，腕の生えている場所 (図 8 右の D) の垂直位置が異なる．図9 より，この状況下ではほとんどの来場者が目をふくめた図 8
右の A と B の領域を「頭」と捉えている．これは，目デバイスを取り付けた領域が含まれるため，ごみ箱の場合とは異なる．
また，「お腹」の身体イメージは，図 8 右の C から E までと受け取る者と，図 8 右の D から E までと受け取る者の 2 種類に分かれている．
このような変化がおこった原因として，目と腕を近付けて取り付けることで，その部分が頭やお腹の一部と受け取りづらくなり，ユーザがその領域を明確な境界として，頭やお腹のどちらかに組み入れることなく，物体の上部を頭，下部をお腹と知覚した可能性が考えられる．
一方，エアロバイクでは，目と腕の取り付け位置が離れている．これによって，目や腕をそれぞれ，頭やお腹の一部として受け取り易くなり，その結果，多数のユーザが目を含めた部分を頭と受け取り，また半数のユーザが，腕を含んだ部分をお腹と受け取ったと考えられる．
以上より，ディスプレイロボットを使って，身体イメージを物体に付与する場合に，ユーザが設計者の意図を間違えず，頭とお腹を認識する必要があれば，目と腕の取り付け位置を近付けるのが良いと考えられる．
ただし，本研究ではごみ箱とエアロバイクへの取り付け例の，文

献[1] T. Kanda, H. Ishiguro, T. Ono, M. Imai, and R. Nakatsu,“Development and evaluation of an interactive humanoid
robot “Robovie.”,” in Proceedings of IEEE International
Conference on Robotics and Automation (ICRA2002),
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[2] H. Kozima, C. Nakagawa, and H. Yano, “Attention coupling
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[4] H. Osawa, J. Mukai, and M.Imai, “Anthropomorphizationof an object by displaying robot,” in Proceedings of IEEE
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[5] ——, “Acquisition of Body Image by Anthropomorphization Framework ,” in Joint 3rd International Conference on
Soft Computing and Intelligent Systems and 7th International Symposium on advanced intelligent Systems, Tokyo,
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[6] ——, “Acquisition of subjective representation using bodyparts by an object,” in IEEE Workshop on International
Conference on Cognitive Science 2006, Vancouver, Canada,July 2006.
[7] B. Reeves and C. Nass, The Media Equation: How People Treat Computers, Television, and New Media Like RealPeople and Places. Univ. of Chicago Press, 1996.
[8] P. Viola, and M. Jones, “Rapid Object Detection using a
Boosted Cascade of Simple Features,” in Proc. of CVPR,
2001.

２例しか扱っていない．今回の取り付け対象となったごみ箱とエアロバイクは，それぞれ物体が連続しており，物体がいくつ—6—