ゲームプレイヤの心理を反映するゲームキャラクターの制御
Control of Game Characters Reflecting Player’s Mental States
東京工芸大学工学部メディア画像学科助教

森山剛

Tsuyoshi Moriyama, Assistant Professor, Dept. of Media and Image Technology, Tokyo
Polytechnic University
研究の大要
ゲームは，従来娯楽を主たる目的とすると考えられてきたが，ゲームの悪影響が社会問題化するにつれて，プレイ中に限定された娯楽としてだけではなく，精神生活の一場面としてプレイヤの人格にも影響する存在として重要視されるようになってきた．本研究では，ゲームの種類とゲーム中に生起する感情について整理，対応付けを行い，ゲームが心理状態に与える影響を体系的にデータベース化する．さらにそのデータベースを基に，リアルタイムに取得される生体データからプレイヤの心理状態を推定するパターン認識アルゴリズムを開発し，認識結果をゲームキャラクターの挙動に反映させるインタラクティブ技術に応用する．これにより，ゲーム内の登場人物等への感情移入を，より生身の存在と感じる現実のレベルに高め，ゲームを現実世界でのコミュニケーションや社会性をシミュレートする手段に昇華させることを目標とする．
Abstract
Games have been regarded as one of the tools for amusement. As their problematic effect (i.e.,
youngsters who play games tend not to take violence as seriously because they get used to it ingames without reality.) has been getting remarkable, they have also started to be regarded as atool that can make people’s mentality and moral better. In this study, a feedback control ofgames that reflects player’s mental states by measuring biological responses of the persons’.
Preliminary hearing to game experts clarified the possible emotions urged during playing
games. Taking “excitement” as the example to tackle first, we observed heart beat rate of theplayer and used the time series to change the behavior of the game in real time. Subjective
experiment demonstrated that the biofeedback made the games more exciting.

-1-

1.

緊張や興奮といった，覚醒度の高い状態になると変研究目的
本研究では，従来あまり体系的に研究されたこと化を示す．例えば，心拍が上がったり，掌に汗をかのなかったゲーム中の心理状態に注目する．ゲームいたりする．この変化を検出することにより，生理の種類とゲーム中に生起する感情について整理，対状態や情動を推定することができると考えられる．

応付けを行い，ゲームが心理状態に与える影響を体

また，ゲームを面白いと感じさせるためには，プ系的にデータベース化する．さらにそのデータベーレイヤの勝敗に対する執着が必要であり，そのようスを基に，リアルタイムに取得される生体データかなゲームはプレイヤの緊張や興奮と密接に結びつらプレイヤの心理状態を推定するパターン認識アいている．そこで我々はゲームで緊張・驚きの心理ルゴリズムを開発し，認識結果をゲームキャラクタを検出することを目的とする．緊張・驚きの心理は，ーの挙動に反映させるインタラクティブ技術に応

複数の生体センサで取得可能である．その中でも心用する．これにより，シリアスゲームで重要な要素

電は胸部に小型の電極を装着するだけであり，したの一つである，没入感を高める効果を実現できるとがってゲームの操作の邪魔にならない．そこで本研考える．ゲームは，従来娯楽を主たる目的とすると究では，緊張・驚きのプレイヤ心理を，心電センサ考えられてきたが，ゲームの悪影響が社会問題化すから取得する心電パターンを解析することによりるにつれて，プレイ中に限定された娯楽としてだけ推定することにする．

ではなく，精神生活の一場面としてプレイヤの人格

緊張・驚き状態では，安静時に比べ心拍周期が短にも影響する存在として，重要視されるようになっくなる．このことから，抽出する心拍周期に閾値をてきた．本研究では，ゲームプレイ中のプレイヤの設け，閾値を下回ったら緊張・驚き状態として推定心理状態について明らかにするだけでなく，ユーザする．閾値を 2 つ用意することで，緊張・驚き状態の生体情報に反応してその振る舞いを制御する技

を 2 段階に分ける．ここでは p をゲームプレイヤの術に応用することにより，ゲーム内の登場人物等へ心拍周期とし，T1，T2 を心拍周期に対する閾値との感情移入を促進し，ユーザの他者への思いやりをする．これらの閾値と各フレームで抽出される心拍醸成するようなゲームの開発を目指す．

周期との関係から，ゲームの振る舞いを変える．このアルゴリズムは以下のようにする．

2.

研究経過

2.1.

ゲームプレイ中の心理に関する調査

if T1 < p
通常モード

ゲームプレイ中の心理の推定をするのにまず，ゲelse if T2 < p < T1

ームプレイ中にどのような心理が生じるのかを知

緊張・驚き第１段階る必要がある．だがゲームプレイ中の心理の研究は

else
緊張・驚き第 2 段階

多くない．またゲームの種類によっても現れる心理は様々だと言える．そこで，本学アニメーション学

endif

科ゲームコースのゲームに熟達した学生 5 人から，ヒアリングによりゲームに特有な心理をリストア

2.3.

ゲーム印象の主観評価実験

緊張・驚きの心理を促すことが可能であるか，エップした．

ンターテイメント性があるのかを確認するために

2.2.

生体信号に反応するゲームシステムを試作した．

生体信号解析による心理の推定

2.1 節で挙げられたゲームに特有の心理を，プレ次の 2 種類のゲームについて，プレイした印象のイヤの生体信号を解析することによって推定する．

比較実験を行った．

生体信号とは発汗，心拍，脳波，皮膚電位などを対ゲーム A ：心拍周期に反応しない応するセンサで検出した信号を指す．これらは人がゲーム B ：心拍周期でゲームが変化する-2-

2.3.1. 緊張・驚きに特徴的な心電パターンの観測
まず 2.1 節で挙げられた心理のうち，緊張・驚きの心理について，代表的なゲームを選んだ．選ばれたゲームを被験者にプレイさせ，以下の条件で心電パターンの計測を行った．
•プレイヤは，あらかじめ体に心電センサを装着させた状態でゲームをプレイする•

周りの他者の存在が心拍に影響をもたらすのを考慮し，ゲームプレイ中はプレイヤのみ部屋
図 2 プレイヤの心拍数の変化に反応するゲームにいるようにする•

プレイヤの顔とゲームプレイ中の画面をビデオカメラで録画する

録画した内容と心電センサで得られた心拍の変動をみることによって，プレイヤが緊張・驚きを感じていることを検出するための心拍周期に対する閾
値 T1，T2 を定めた．
2.3.2. 自作ゲームを用いた主観評価実験
実験に用いたゲームは，Microsoft DX ライブラ
リを使用して自作した．ゲーム B のみ心拍周期の段

図 1 心電センサを接続したゲームシステム

階によってマイナスのリンゴが増える，BGM が速くなる，クマがあせる描画に変わることにした．
被験者であるプレイヤは，普通のゲーム経験を有の進め方，ゲームのルール，操作方法を説明した．
被験者には心拍によってゲームが振る舞いを変え感動

Kanon（PS2）

達成感

テイルズオブジアビス（PS2）

癒しNinten Dogs（DS）

緊張・驚き

メタルギアソリッド 3（PS2）

ムを表 1 に示す．以下の 8 つの心理が挙げられた．
3.2.

心拍周期の検出出し，ピーク位置から心拍周期を求める．
3.3.

表 1 挙げられた心理とそれぞれを代表するゲーム

真・三國無双 3（PS2）

ゲームプレイ中の心理に関する調査結果

関数を算出する．次に自己相関関数からピークを検に心電センサを装着してもらった．

爽快感

3.1.

心電センサで取得した心電パターンの自己相関ることは知らせなかった．ゲームの際には，被験者代表的なゲーム

研究成果
ゲームに特有の心理と，それぞれに代表的なゲーする，22 歳から 23 歳の男子学生 6 名とした．実験

心理3.

ゲーム印象の主観評価実験結果

3.3.1. 自作したゲーム
ゲームの内容は，クマのキャラクタを矢印キーで左右に動かして，横から飛んでくるナイフを避けながら，落ちてくるリンゴを拾うというものである．
クマがリンゴを 30 個拾えれば成功とし，クマがナイフに 3 回当たるとゲーム終了とする．また，欠けたリンゴを拾うと，マイナス 1 個数える．ゲーム B

バイオハザード（GC）

のみ心拍周期の段階によってマイナスのリンゴがイライラ

怒首領蜂（PS）

増える，BGM が速くなる，クマがあせる描画に変恐怖

かまいたちの夜（PS）

わることにする．ゲーム画面を図 2 に示す．実験に-3-用いたゲームシステム構成を図 3 に示す．

再生速度を速めたりすることが，プレイヤの緊張・3.3.2. 主観評価結果

驚きといった心理を促進し，これらをより強く知覚

ゲーム A，ゲーム B，両者のゲームプレイ時の印させる結果となった．本手法は，明に心理を推定す

象比較をアンケートで行った．その集計結果を表 2る代わりに，心拍パターンの解析結果をそのままゲに示す．表 2 において，評価とは「楽しくなかった」ームの振る舞いに変換することで，暗にこれを行っを 1，「楽しかった」を 5 とする 5 段階評定尺度値ている．本実験の結果は，心理の（暗黙の）推定結の被験者間平均値である．評価のゲーム A とゲーム果がある程度正しく，プレイヤの抱いた心理を強めB を比較すると，ゲーム B の方が評価の高いことるポジティブフィードバックを実現したことを裏がわかる．理由として，「クマが汗をかいたから」「ス付けていると考えられる．

ピードが速くなったから」「難易度があがったから」また，緊張・驚きの心理が強められたと同時に楽という記述が得られたことから，2.2 節の仕組みがしかった印象が強められた結果となった．このこと効果的であったと言える．プレイ中に感じた心理でから緊張・驚きをポジティブフィードバックによっ挙げられたものには，緊張が多かった．理由として，て強めたことで，ゲームのエンターテイメント性をナイフやBGMのスピードが速くなって焦ったといも高められたと考えられる．
今後は，心拍の変化がゲームの振る舞いに左右すうものが得られた．

ることを周知した上で，主観評価実験を行い，本実
4.

今後の課題と発展

験結果との違いを検討する必要がある．

本実験では,心拍周期の変化をゲームコントロールに用いるシステムを試作した．主観評価実験を行5.

ったところ，まず心拍周期の変化に対して閾値処理

情報処理学会エンターテイメントコンピューティ

により，ゲームの動作モードを自動的に切り替える

ング研究会シンポジウム，エンターテイメントコン仕組みを実装し，これがゲームとしての使用に耐えピューティング 2009（9 月，於：東京大学）にて発るものであることを確認した．

表予定．

発表論文リスト

心拍周期が短くなった際，ゲームのキャラクタに汗をかかせたり，リンゴの落下速度および BGM の表 2 心拍数に基づくフィードバックの有無によるゲームに対する主観評価の違い-4-