エージェント化する金魚とインタラクティブ空間
山下 勝也Ý

服部 篤史Ý
Ý

西本 隆£

浅井 和広Ý£大阪大学大学院情報科学研究科

北村 喜文Ý

岸野 文郎Ý

大阪大学工学部

はじめに我々が住む地球上の環境の問題は，現代の最重要テーマの つである．そのため，環境影響評価などを目的として，コンピュータを使った自然環境シミュレーションなどの研究も盛んに研究されるようになってきている．
また，このような問題の啓蒙・教育や研究の裾野を広げるために，生態系などのシミュレーションをインタラクティブに行えるシステムの実現に向けての期待も高まってきている．
そこで本研究では，比較的身近な生態系の例として水槽の中を泳ぐ金魚を取り上げ，インタラクティブに生態系のシミュレーションを行えるシステムを試作する．実
世界の水槽中の金魚の姿形や行動パターンを抽出し，こ図れらをベースにして，複数の魚が自律的にまたインタラ

仮想水槽

クティブにバーチャルな世界を泳ぎまわる「仮想水槽」を実現する．

ユーザは，金魚が写った数分単位の長さの映像を入力することによって，実際の金魚の特徴をそのまま受け継いだ金魚エージェントを生成することができる．一度仮想水槽の概要

エージェントとして仮想水槽に放たれた金魚は，その環本仮想水槽では，カメラを用いて実世界に存在する水境中でのさまざまなイベントに対応する形で自律的に槽中の金魚を画像処理によって抽出し，その抽出物体を行動し，生活を続ける．ユーザは，マウスなどの操作に自律エージェントとして，コンピュータ上に生成された

よって，魚エージェントの生成・削除・移動や，個性な仮想空間に提示する．エージェントの振る舞いとしては，どの内部パラメータ設定，水槽の温度や明るさ変更，え探索，摂食，睡眠，接近，回避，逃避など数種類の行動さの投与や音の発生などのイベント生成によるインタラパターンを用意し，エージェント間あるいはユーザとのクションを行うことができる．

インタラクションの結果として， または環境の変化の結図に仮想水槽の外観を示す．画面は，複数の金魚果として，ファジィ推論と記憶を用いた感情生成モデル

エージェントが泳ぎまわる仮想水槽と，それらに対するを用いて，これらの中から選択される．各エージェント

操作用ツールボックス，金魚エージェントのパラメータの行動が選択されると，データベース上にあらかじめ用を表示するステータスウィンドウなどで構成される．ま意された様々なシーン画像列から，適した振る舞いの画たユーザは，複数の水槽を作って，水槽ごとの金魚の成像シーケンスを選び出し，必要に応じて画像編集を加え長の様子などを比較することもできる．て，仮想空間に表示する．データベースには，対象となる金魚の泳ぐ方向や速度，姿勢，傾きなどが異なるシーンをあらかじめ蓄えておく．
                                    ! "        " # $    システム仮想水槽を構築するシステムは図  のように，魚に関する情報を実水槽から抽出する「画像処理部」，抽出した映像を蓄える「データベース部」，仮想水槽上に魚のエージェントを生成し自律動作させる「振舞い制御部」の大きく  つの要素に分けることができる．

疲労度を表現する生理パラメータ，及び喜び・悲しみ・驚き・恐怖・怒り・嫌悪の  感情を表す感情パラメータを持たせる%&' ．センサは，仮想水槽の温度や明るさの認識，及び水槽内の他のエージェントやエサ，障害物などを認識する．認識したセンサからの情報と生理パラメー
タの値に基づいてファジィ推論によって感情を変化させ，行動を生起する．行動には，探索・摂食・睡眠・接近・回避などの特定の目的を持った行動と，特に目的を持たない平常時の行動がある．入力として用いられた実映像に付加された前述の映像特徴は，エージェントの個性とし
図  システム構成¿º½ 画像処理部
カメラで入力された数分単位の映像から魚の運動と形状を抽出し，データベースインデクシングのための特徴て感情生理パラメータの変化の度合いに影響するとともに，平常時の行動に反映される．また，ここでエージェントが過去にとった行動や感情パラメータを記憶として保存しておくことで，より個性的あるいは多様な振舞いを行う．

量を算出する．魚の抽出は，背景差分と  値化ラベリン

最後に，上述のモデルで決定された行動に基づき，デーグなどの処理を用いる．特徴量としては，魚の輪郭や角タベースから映像を引き出すためのクエリを生成する．

点などをもとに，円形度，重心，アスペクト比，移動方クエリは，決定された行動のストラテジと移動経路の情向などを算出して各フレーム毎の魚の画像に付加する．

報からなる．

¿º¾ データベース部

 まとめ

画像処理によって抽出された魚の数分単位の映像を魚本稿では，実写映像の金魚の行動特徴を反映し，自律が向いている方向や移動パターンに応じて分割・分類す動作するエージェントをバーチャル空間に生成する仮想る．画像処理部で算出された特徴量を各フレーム毎の魚水槽を提案した．ユーザは自分が用意した独自の映像にの画像に付加して格納する．また，分割された後の映像より，複数の仮想水槽中で任意の数，任意の種類のエー全体の特徴として，魚の左右反転頻度，水面への浮上頻ジェントを生成することが可能であり，複数の水槽を利度，平均速度などの特徴を算出して同時に付加する．ま用して，異なる環境条件でエージェントの行動変化をた，映像に対して，疲労，睡眠，無関心，活発，好奇心比較観賞したり，エサの投与や音発生などのインタラク旺盛などのアノテーションをユーザの主観によって付加ションを通じてエージェントの行動にユーザの意図を反することもできる．

映させるなどのエンタテインメント性を備えている．今

また，データベース容量の不要な増大をさけるため，特徴量が類似する映像は自動的に消去する．

後は，エージェントの行動規則の充実やインタラクショ
ンの多様化による仮想水槽としての機能の拡張，エー

後述する振舞い制御部からのクエリに応じて，適切なジェントの感情表現の提示方法の改良によるエンタテイ

画像シーケンスを含む映像を選択し，映像中からシーンメント性の高い水槽の構築，あるいは，感情変化のモムレスな連結点を探索して合成することによってデータデルと現実世界の生物モデルとの整合性を高めていくこ

ベース中の映像を取り出す．ここで，クエリに対して適とで，より自然でリアルな生態系のシミュレーションを切な映像がない場合は，既存の映像に対して，回転，フ行う教育コンテンツへの応用などを検討する予定である．

レーム補間，間引きなどの処理を施し，スムーズな映像を合成する．

¿º¿ 振舞い制御部
エージェントに多様な振舞いをさせ，さらには仮想環境ならではのエンタテインメント性を付加するため，人間の認知行動に関するメカニズムと感情の相互作用を扱ったモデルを参考に，エージェントに仮想水槽内の物体を認識する視覚や嗅覚のセンサと，空腹度・関心度・謝辞

本研究の一部は，文部科学省  世紀  プログラム（研究拠点形成費補助金）の研究助成による．

参考文献
  立野善英 北村喜文 岸野文郎 複数のインタラク
ティブエージェントのためのファジィ推論と記憶を 
用いた感情モデル 信学技報
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