情報処理学会 インタラクション 2024
IPSJ Interaction 2024

1B-62
2024/2/28

頭部姿勢の同期動作に基づく感情表現と意図伝達を行うペア型ロボットの開発
内田 美紗子1

Eleuda Nunez2

Modar Hassan2

廣川 暢一3

鈴木 健嗣2

概要：コミュニケーションロボットは，孤独感の軽減に役立つ可能性がある．本研究では，単純なタッチのみのインタラクションによって悲しみを伝えることができるペア型ソーシャルロボットを紹介する．本ロボットは，離れて暮らす家族間でそれぞれが任意のタイミングで使用しながら，非言語情報で双方向に信号を伝達することができる．実証実験では，ロボットが 2 週間継続して使用されたことが確認され，提案されたインタラクションの有効性が示された．さらに，アンケートやインタビューから，社会的なつながりを強化する可能性が示唆され，ロボットは既存のメディア（電話，電子メール，メッセージ）を補完するコミュニケーションとして機能する可能性がある．

1. はじめに
日本では高齢化と核家族化により，高齢者単身世帯は増Server

TouchInternet Connection

Head motion

Head motion

加している．そうした高齢者は家族や地域社会とのつながりが希薄になりやすく，孤立しやすいという報告がある [1]．孤立により高齢者が感じる孤独感はうつ病やストレスなどのリスクを高め，健康へ悪影響を及ぼすため，孤独感の解消は重要な課題である．

MobileWi-Fi router

MobileWi-Fi router

図 1

システム構成の概要

Touch

れる．CalMate[4] は，負の感情をアバターを通じて伝達す

離れて暮らす家族間での主なコミュニケーション方法とることで円滑なコミュニケーションを支援するものである

して，通話・メッセージ機能を有するツールが挙げられる

が，つながりや存在感については議論されておらず，感情が，これらは言語的で明示的なコミュニケーションであり，の伝達による相手とのつながりへの影響は明らかになって世代や生活環境の違いによる使いづらさがある．本稿でいない．本研究ではコミュニケーションの情報源として，は，相手と同じ時間を共有するコミュニケーションシステ

悲しみの感情に着目する．感情を共有することは，他者とムを同期式，時間を選ばずそれぞれのタイミングでやり取の距離を縮め，関係性の発展と維持に寄与する [5] が，特にり可能なシステムを非同期式として定義する．これより，悲しみの感情は，自身が何らかの原因により困っており，電話やテレビ通話などは同期式，メッセージでのやり取り他者に助けを求めていることを伝えるとともに，他者からは非同期式コミュニケーションにあたる．非言語情報のみの共感や同情，援助を引き出す機能を持つ [5] と考えられてのやり取りで，家族や親しい人同士でつながりを感じられおり，そうした感情は主に親しい人の間でのみ共有される．

るようにするため，日々の生活に溶けこみながら，存在感さらに，悲しみを表現することを敬遠したり，抑制するよや日常生活の活動を遠隔で共有する研究が行われている．

うな規範は，実際に否定的な感情を悪化させる可能性があFamilyPlanter[2] や SyncDecor[3] は自分の存在情報やデバることが報告されている [6]．これらのことを念頭に置き，イスへの働きかけを光や音で伝達することで双方向コミュ

悲しみを共有することを積極的に奨励し，促進するようなニケーションを支援し，相手とのつながり感覚を生み出せコミュニケーションシステムを構築することとする．本研ることを示している．しかし，これらは同期式のシステム

究では，悲しみの感情を共有することは，家族とのつながであり，生活時間の異なる家庭では使用しにくいと考えらりや関係性の強化に寄与し，その結果，孤独感や悲しみの筑波大学 理工情報生命学術院 システム情報工学研究群 エンパ
ワーメント情報学プログラム
筑波大学 システム情報系
日本電気株式会社

軽減につながるのではないかという仮説のもと，悲しみ感12
3© 2024 Information Processing Society of Japan

情を伝達するコミュニケーションシステムを提案する．

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Capacitivesensor
64

Servo motor
35140

LED ring75

Tactile switch

28100(A)

図 2

Micro controller
unit : [mm](B)

図 3(A) 開発したロボット機器 (B) ハードウェア構成

2. 提案手法
2.1 手法概要

実験でのロボット設置の様子

色に変化し，相手からの応答が返ってきた場合のみロボッ
トが元の状態へ戻る．悲しみの信号では，一方のロボットの頭部をタッチすると，どちらも頭部姿勢の変化により悲本研究では，ペア型ソーシャルロボットを用いたコミュしみを表現するが，情報の送受信の区別のため，受信側のニケーションシステムを提案する [7]．図 1 に提案するコ

みが青く光る．悲しみを受信した側のロボットにタッチす

ミュニケーションシステムの概要，図 2 に本研究で開発しることにより，どちらのロボットも元の状態へと戻る．2

たペア型ソーシャルロボットを示す．本システムは外観と種類の信号を用いてインタラクションを行い，使用状況や機能が同等な 2 台のロボットから構成され，それらがネッ感情伝達の有効性を調査する．

トワークを介して互いに通信することで，離れた二者間でコミュニケーションができる．物理的な身体をもつロボッ

2.3 システム構成

トをメディアとして用いることで対話相手の存在感を感じ

タッチ検出には静電容量式センサ，ボタン押下にはタクやすく [8]，ロボット自身がアバターとなって同一空間内にトスイッチ，頭部のピッチ角の制御にはサーボモータ，色の存在することで，遠隔地の相手がそこに存在している感覚変化には LED を用いる．ロボットの土台部分には Wi-Fiを生み出すことが期待される．

モジュールを搭載するマイクロコントローラが設置され，センサ情報に基づくタッチ検出とボタン押下，サーボモー2.2 感情表現方法と状態遷移

タおよび LED の制御，サーバーとの通信を担う．サーバー

ユーザーが直観的に理解できる様式でロボットが悲しみとは TCP/IP 通信で接続し，インターネット環境があれの表現を行う方法として，光と頭部動作を用いる．色彩心

ば，本ロボットは遠隔でどこからでもやりとりが行える．

理学により色が特定の感情を想起させること，HRI の分提案する状態遷移モデルでは一方のロボットの状態がわか野において，ロボットの動作を用いた感情表現が人に認知れば，もう一方の状態も一意に決まる．状態遷移ごとに新されやすい [9] ことがわかっている．そのため本研究では，しい状態を送ることで，送受信エラーによる状態ずれが発これらを組み合わせて用いてロボットによる悲しみの表現生しても容易に正しい状態遷移モデルに戻すことが可能でを行うこととする．

ある．

悲しみの信号のみではインタラクションの頻度が極端に少なくなることが懸念され，実験期間内にインタラクションが行われない可能性がある．そのため，負の感情とは関係がない，特定の感情を含まない挨拶信号をインタラクションに加えた．

3. 実証実験
3.1 実験手順
開発したロボットを実際の生活環境下で使用する実験を行った．本実験の目的は，ロボットの使用感や使用状況に操作が容易なように入力はロボット頭部へのタッチ入ついて調査するとともに，開発したコミュニケーションシ力，または土台部のスイッチの押し込みで行う．入力によステムを用いることにより，2 者間の社会的つながりが強り双方のロボットが動作することで，非言語情報でロボッ化されるのかどうかを調査することである．

トが挨拶と悲しみ表現を行う．ロボット頭部へのタッチにより悲しみの信号が送信され，スイッチの押下により挨拶

3.2 実験方法の信号が送信される．ロボットの状態変化は維持されるた

実験期間は 14 日間で，本ロボットは親しい間柄での使め，動作した瞬間を見ていなくても情報を受信したことが用を想定しているため，親子関係にある 2 名に参加してもわかり，非同期でコミュニケーションがとれる．情報を受らう．実験参加者には２種類の信号を送ることができるコ

信していない状態では LED は白，頭は上がり，正面を向ミュニケーションツールであることを伝え，操作方法とイいている状態である．挨拶信号では情報受信後の状態の区ンタラクション遷移を動画を用いて説明し，ロボットを任別はなく，ボタンを押すとどちらのロボットも LED が緑意の時刻に任意の回数使用するよう依頼する．2 週間各家

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庭にロボットを設置し，コミュニケーションの記録をサーうな感覚があったとの意見は，気軽に相手に自身の感情をバー上で収集するとともに，実験期間後に実験参加者にロ伝え，互いに気にかけている状況を共有するコミュニケー

ボット使用状況に関するアンケートと具体的な使用状況にションが成立していると言える．これは遠隔にいながらもついてインタビューを行う．

精神的なつながりを生み出し，感情を共有することの有効性を示唆していると考える．

3.3 結果
14 日間で 43 回のやり取りが行われた．そのうち，挨拶

4. まとめと今後の展望信号が 39 回，悲しみの信号が 4 回送信され，いずれの場合提案するシステムは，負の感情にあるという状態を共有においても返答が見られた．挨拶信号に対する平均応答時

したいという意図のみを伝達する新しい手段を提供するも間は 5 分 55 秒，悲しみの信号は 2 分 47 秒であった．また，のである．アンケートやインタビューの結果から，本シス

実験参加者は両者ともに家庭内の見やすい位置にロボット

テムはゆるやかなつながりを保ち，相手の存在感を感じやを設置していたため，相手から信号が届いた際にはすぐにすくしている可能性が示唆される．負の感情伝達を行うこ気が付き，返答を行っていた．ロボットの色や動作が変化とでの孤独感や悲しみの軽減への効果を明らかにするためするため，一目見ただけで情報の受信や相手が返事をしたに，実際の生活環境下でのさらなる実験による検証が必要ことに気付くことができたとの回答を得た．

である．今後は，アンケートやンタビューで得られた意見信号を送ったタイミングは，挨拶信号を朝と夜に一度ずを参考に，長期的かつ複数の実験参加者に協力してもらう

つ使用し，帰宅のタイミングで使用することが主な使用状実証実験を行い, 負の感情伝達の有効性やその影響を明ら況であった．一方，悲しみを送ったタイミングは一方の実かにするとともに，孤独感や社会的つながりへの影響を調験参加者のみであり，動作の確認や，疲れた時，自身の応査していきたい．

援するスポーツチームの敗北をテレビで見ていた時などであった．
悲しみを送ったタイミングや意見は以下であった．
悲しいというよりも残念な気持ちや，軽い悲しい気持ち

参考文献
[1]
[2]

をロボットを通じて伝達しようとした．重い悲しみではな
く，日常で感じた軽い悲しみを送ろうと思ってロボットを[3]使用していた．ロボットから返事が返ってきた際には気持ちが共有されたような感覚があったとの回答を得た．悲し[4]

みを使わなかった実験参加者の意見として，14 日間の期間中に悲しいと送るタイミングがなかったと回答した．悲しみが送られてきたときには挨拶との違いに気付いてたもの[5]の，特に悲しみに対して共感しているのではなく，ただロボットを通じて返事を返していたことがわかった．その理[6]

由として，ロボットで送られてくる悲しみは軽いものであり，急を要する連絡はないだろうと感じたと回答した．
[7]

3.4 考察実証実験において，応答時間に関わらずすべてのやり取りにおいて返答が見られており，非同期でのコミュニケーションが成立していたことから，提案するコミュニケー[8]ションプロトコルの有効性が明らかになった．1 日に何回かロボットを通じてやり取りをすることで，自然と相手のことを想うことが増え，見守ってくれているように感じたとの意見があり，特に信号が届いた時間によって相手の行[9]

内閣府, 令和 3 年版高齢社会白書.
宮島麻美, 伊藤良浩, 渡邊琢美, “社会実証実験によるつながり感通信の効果の検証と分析”, 情報処理学会シンポジ
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辻田眸, 塚田浩二, 椎尾一郎, “遠距離恋愛者間のコミュニケーションを支援する日用品 SyncDecor の提案”, コン
ピュータソフトウェア, vol. 26, no. 1, pp. 25-37, 2009.
Nakagawa, M., Tsukada, K., Siio, I., “Calmate: Communication support system for couples using a calm avatar,”
In Proceedings of the 2012 ACM Conference on Ubiquitous Computing, pp. 604-605, 2012.
川瀬隆千, “感情を語る理由：人はなぜネガティブな感情を他者に語るのか,”宮崎公立大学人文学部紀要, vol. 7, no.
1, pp. 135-149, 1999.
Singh-Manoux, A., Finkenauer, C., “Cultural variations
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Uchida, M., Nunez, E., Hassan, M., Hirokawa, M.,
Suzuki, K., “Paired Robotic Devices with Subtle Expression of Sadness for Enriching Social Connectedness, ” InInternational Conference on Social Robotics, pp. 254263, 2023.
芝智偉, 今井順一, “人物動画像とロボットの連動により話者の存在感を表出する遠隔対話システム, ” 日本感性工学会論文誌, vol. 14, no. 4, pp. 497-504, 2015.
Saunderson, S., Nejat, G., “How robots inﬂuence humans: A survey of nonverbal communication in social
human–robot interaction,” International Journal of Social Robotics, vol. 11, pp. 575–608, 2019.

動を推し量っており，相手が今何をしているのかを考えるきっかけとなっていた．これは，本システムは特定の相手との関係性を強制することなくつながりを意識することができるシステムとして機能する可能性がある．また，悲しみを送信し，返事が返ってきた際に気持ちが共有されたよ© 2024 Information Processing Society of Japan456