情報処理学会 インタラクション 2020
IPSJ Interaction 2020

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2020/3/9

PlanT：植物を用いた積算情報可視化ディスプレイ
上田将理1

伊藤雄一1

藤田和之2

尾上孝雄1

概要：本稿では，植物の成長を制御することにより，数日から数年程度の中長期的スパンの中で積算されていく情報（例えば，タスクの進捗状況など）を可視化するディスプレイ「PlanT」を提案する．PlanT実現のため，1 週間程度で栽培可能なカイワレ大根を対象として，カイワレ大根の成長度合いの再現性およびカイワレ大根に与える水や日光といった成長刺激の量の変化が成長度合いに与える影響について調べた．この結果，カイワレ大根の成長度合いの主観的評価には一定の再現性があることが示唆され，成長刺激の強さに応じて異なる成長度合いの植物を栽培できることがわかった．また，PlanT を実際に研究室内で利用した運用テストの結果，実装したプロトタイプによる PlanT のシステムフローが 7 日間正常に動作することを確認した．さらに，ユーザへのアンケート結果から，PlanT による栽培自体にユーザが楽しさを感じるとともにカイワレ大根に愛着を持つことが確認されたが，ユーザのタスク達成率とカイワレ大根の成長度合いの連動性についてはさらなる改善が必要であることがわかった．

1. はじめにに自然に溶け込みながら楽しさや癒しの効果をもたらす，
ディスプレイとして利用できると期待される．

我々の身の回りには，PC やスマートフォン，デジタル

植物をディスプレイとして用いる研究はこれまでにもな

サイネージなど様々なディスプレイが存在する. しかし，されている．特にコンピュータによる制御を伴うものとしこれらのディスプレイの多くは情報提示面が平面的であるては，コケの開閉を制御し情報を提示する研究や，生け花のばかりか，情報空間と現実空間との間はガラスにより隔絶色を変化させて環境状態を提示する研究などがある [5–10]．

されている. したがって，このようなディスプレイでは 2

しかし，これらの研究は，植物の状態変化の特性を利用し次元的な限られた表現のコンテンツを提示できるのみにとたり，既存の植物に対して加工を加えることにより情報を

どまっており，ユーザは提示された情報に直接的に触れる表現するものばかりであり，植物における基本的な特徴のことができない.

一つである，植物の成長自体を情報の表現に用いているもこのような光学的なディスプレイに対し，様々な実物体のではない．植物の成長に必要な時間は，その種類や条件を用いて情報を提示するディスプレイに関する研究がなさによってある程度予測可能であるため，植物の成長を制御れるようになった．ディスプレイに用いられる実物体としすることができれば，一般のディスプレイの更新頻度とはて，毛や結露などを用いたものがあり，視覚情報だけでな異なる，数日から数年程度にわたる中長期的スパンの時間

く触感や質感，温度情報を提示することができるため， 情とともに積算されていく情報を表現することができる．さ報の直感的な理解を促すことが可能となる [1, 2]．

らに，植物の栽培自体に楽しさや達成感を感じることがで我々はこのようなディスプレイの構成要素として，植物きると考えられる．

に着目する．植物は我々の身近に存在し，無機物にはない

そこで，本研究では，植物の成長を制御することにより，独特の雰囲気や情緒を感じさせるとともに，成長すること

中長期的スパンの時間で積算されていく情報 (以下，積算によるその姿の変化で我々を楽しませてくれる．さらに，情報と呼ぶ) を可視化するディスプレイ「PlanT」を提案す

近年では植物のもつ様々な効果を活用するために，植物をる．PlanT では，植物の栽培に必要な水や日光などの刺激

オフィス内に意図的に配置するオフィス緑化が注目されてをコンピュータによりユーザの積算情報に応じて制御し，いる．オフィス緑化は，勤務者のストレス緩和や仕事の意

植物の成長度合いを変化させることにより，積算情報を表

欲向上などに有効であることが報告されている [3,4]．これ現する．一定期間内に積算されていく性質を持った情報とらのことから，植物を用いたディスプレイは，様々な環境

しては，例えば，タスクの進捗，貯金箱の金額や筋トレの継続日数などが挙げられる．図 1 に，ミーティングの場面

1
2

大阪大学大学院情報科学研究科
東北大学電気通信研究所© 2020 Information Processing Society of Japanにおいて，PlanT をタスクの進捗管理に利用したイメージ

21

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長方向を操作することで，その成長方向によりある活動における一定日数ごとの実行日数の割合を表示する装置を提案している [9]．Treeceable では，植物の成長方向により情報を可視化しているが，本研究では植物の葉の大きさや茎の長さなどの成長の度合いを用いて情報を可視化する点で異なる．また，Kuribayashi らは生きている植物が情報を表示する PlantDisplay を提案している [10]．PlantDisplay
では情報量の違いによって植物を制御し，植物の有機的な変化によって感覚や感情に訴えかける情報伝達を実現している. しかし，PlantDisplay は成長済みの植物を利用して
図 1

PlanT の利用イメージを示す．このように，PlanT をオフィスや研究室に導入す情報を可視化しており，種子から芽生え成長していく植物の自然な成長を，中長期的な時間とともに積算する情報の可視化に利用している例はない．

ることで，ユーザおよび第三者が植物の成長度合いを見るだけでユーザの進捗を直感的に理解することができる．ま2.2 植物を用いたインタラクションシステム

た，PlanT が観葉植物としての役割を果たすだけでなく，情報技術を活用して，人と植物とのインタラクションを植物の成長過程を見続けることや栽培自体が動機付けとな支援する研究も活発になされている．栗林らは，植物と人り，ユーザのタスクに対するモチベーション向上も期待さとの汎用的なインタラクションを目的として，植物をセンれる．

サとして利用し，様々な I/O デバイスと組み合わせるこ

本稿では，PlanT のプロトタイプを実装し，植物の成長とができるツールキット I/O Plant を提案している [11]．

度合いによる積算情報可視化が可能かどうかを確かめる

Sareen らの Cyborg botany では，植物本来の特性や機能ための２つの予備実験を行う．まず，植物の成長度合いをを取り入れるインタラクションデザイン手法を提案していディスプレイとして用いるため，植物の成長度合いに再現る [12]．この研究では，植物の内部に導電性ワイヤを成長性があるか主観的に評価する．次に，植物に与える水や日させ，生きた植物をアンテナ及びモーションセンサとして光などの量の変化が植物の成長に与える影響を調査する．

用いている．また，西田らは植物への愛着の促進を目的に最後に，プロトタイプを実際に研究室内で利用した運用テカメラからの植物の映像に妖精の姿を模したエージェント

ストを行い，動作の確認およびユーザ視点から PlanT の有を重ねて表示する萌え木を提案している [14]．萌え木では，用性について調査する．

エージェントが植物の現在の状態をより強調表現したり，

2. 関連研究2.1 植物を用いたディスプレイ

人間の操作に対するリアクションを高速フィードバックするなどの様々な支援を自然な形で行うことで植物の栽培を支援する．栗原らの Shameplan-pet では，観葉植物である植物を用いて情報の伝達を行う研究として，佐藤らは，水オジギソウをユーザの音声によって制御することで愛着感

草シリアが光合成で出す気泡の量によって「にぎわい」を表を抱かせ，人と機械，植物の共生を目指した発話コミュニ

現する装置である mizukusupli を提案している [5]．また，

ケーションシステムを提案している [15]．このように，情Kimura らはコケを用いたディスプレイである MOSS-xels

報技術を活用することで，人と植物との新たなインタラクを提案している [6]．コケは水を吸収すると開き，乾燥するションが可能となり，両者間のコミュニケーションを促進と閉じるという性質をもっているため，ポンプとファンをしたり，植物により大きな愛着感を抱かせたりすることが用いて水と風を調節することにより， コケをディスプレイ

できる．

として使用している. 蟻浪らは生け花の疑似的な健康状態のそこで，本研究では，ユーザのタスクの進捗などの積算変化によって環境の状態を伝達する装置である Sensitivase

情報に応じて成長刺激を制御し植物を栽培することで，そを提案している [7]．生け花の健康状態を環境状態と見立の植物に愛着を感じ，積算情報の可視化だけでなく栽培自て，花色を制御することで，見る人の感性に訴えかける形

体が動機付けとなりユーザのタスクに対するモチベーショ

で環境状態を伝達している. さらに，Vito らの Plantxel でン向上も期待できると考えられる．

は，オジギソウに空気刺激を与え，葉の形状および位置を変化させ，ディスプレイのピクセルの一部として用いることで情報を伝達する [8]．

3. 積算情報可視化ディスプレイ
3.1 システム概要

また，本研究と同様に，植物の成長によって情報の伝達を

PlanT では，種子から芽生え成長していく植物の自然な行う研究もある．Treeceable では，一定日数ごとに木の成成長度合いを制御することによって，中長期的な時間とと© 2020 Information Processing Society of Japan22

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図 2

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システム概要もに積算されていく情報を可視化することを目指す．このため，PlanT では，植物の栽培のための基本的な要素であるとされている，水・日光・肥料などに着目し，これらを

図 3

成長刺激と呼ぶ．成長刺激の量を変化させることで，植物成長刺激制御部プロトタイプの成長度合いを制御し，積算情報の増加量を表現する．
また，成長を制御する植物としては様々な種類の植物が入力される積算情報の違いによって，成長刺激を制御する考えられるが，本稿では，成長を制御する植物として，カことにより，図 2 の出力部のようにディスプレイとして用

イワレ大根を用いて検討を進める．カイワレ大根は植物のいる植物の成長度合いが変化する．

中でも短期間で成長することが知られており，7 日〜10 日
程度のスパンを持つ積算情報を可視化することができる．

3.3 プロトタイプ実装

また，カイワレ大根はスプラウトの一種であり，種子から

本節では，PlanT のプロトタイプの実装について述べる．

発芽した新芽であるため，成長に対して成長刺激の影響を

まず，入力部では，ユーザに手軽に積算情報を入力しても受けやすく [16, 17]，成長の制御が簡単な植物であると考らうため，LINE 株式会社 [19] が提供する，LINE のトー

えられる．さらに，スプラウト栽培は若年者の気分や自我

クルームおよびユーザと双方向コミュニケーションを可能状態に効果があることが示唆されており [18]，栽培によるにする Messanging API [20] を使用して，LINE BOT を構

ユーザへの好影響も期待できる．これらの理由から，カイ築した．構築した LINE BOT では，Messaging API を利

ワレ大根は PlanT の利用に適した植物の一種であると考用して任意のタイミングでユーザにメッセージを送信する

えられる．

ことができる．また，LINE でのユーザからの入力があった場合，ユーザの情報を認識しユーザ毎の任意のサーバへ

3.2 システム構成

入力情報を送信し格納することができる．なお，本稿で実

図 2 に我々が提案する PlanT のシステムの概要を示す．

装した入力部のプロトタイプでは，Web サービスとの連携

本システムは，ユーザから直接入力される入力情報，タス

システムは実装していないが，今後は連携システムを実装

ク管理ソフトウェアなどの Web サービスとの連携システ

し，ユーザに積算情報の入力を意識させずに情報の取得を

ムおよびサーバから構成される入力部，マイコン，植物育可能にする．

成 LED および水中ポンプから構成される成長刺激制御部，次に，植物に与える成長刺激を制御する成長刺激制御部

ディスプレイとして用いる植物の出力部によって構成されの実装について述べる．図 3 に実装した成長刺激制御部のる．入力部では，ユーザから入力された積算情報やタスク

プロトタイプを示す．実装した成長刺激制御部では，植物育管理ソフトウェアなどの Web サービスから自動でアップ

成 LED ライト（Amsuns 製），水中ポンプ（DC30A-1230）,

ロードされた情報をコンピュータにより数値化し，サーバ

チューブ，霧吹きノズル，Rasberry Pi 3 Model B+およびに格納する．マイコンはサーバに格納された積算情報を読その制御回路からなる．マイコンである Rasberry Pi が水

み込み，その情報に応じて植物に与える成長刺激を制御す

中ポンプの水量および植物育成 LED ライトの点灯を制御

る．植物に与える成長刺激は，植物の成長に基本的に必要する．また，ポンプに接続されたチューブの先には霧吹きであるとされる水・日光・肥料が考えられるが，本稿ではノズルが取り付けられており，出力部の植物のプランター

出力部の植物としてカイワレ大根を用いており，カイワレ

全体に水を十分に散布できるようにした．

大根の栽培には肥料が必要とされていないため，与える成長刺激は水・日光とした．水量の制御には水中ポンプを用いる．日光に関しては，日光の代わりとなる LED 光を使用し，LED 光の制御として植物育成 LED ライトを用いる．

© 2020 Information Processing Society of Japan

4. 予備実験
4.1 実験 1：同一の成長刺激による植物成長の再現性
カイワレ大根の成長度合いを積算情報の可視化に利用す23情報処理学会 インタラクション 2020
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図 4 プランターにカイワレ大根の種を 100 個まいた様子

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図 5 同一の成長刺激で栽培した 10 種類のカイワレ大根るためには，成長度合いに再現性がある必要がある．しか表 1

成長度合いの評定値

し，植物の成長には個体差が存在するため，この個体差が段階

評価

成長度合いに大きな影響がないか調べる必要がある．そこ

7

とても成長しているで，与える成長刺激量を同一にした 10 種類のカイワレ大6

まあまあ成長している根を用意し，それらの成長度合いを評価する実験を行う．

5

少し成長している

植物の成長度合いに関しては定量的な指標 [16, 17] も存在

4

成長しているともしていないともいえない

するが，本研究ではユーザから見た成長度合いの主観的評価を制御することが目的であるため，アンケートにより取3あまり成長していない

2

ほとんど成長していない

1

全然成長していない

得された成長度合いの主観的評価を用いることとする．

4.1.1 実験概要
はじめに，実験環境について述べる．本研究では，ユーザが植物を暗室のような実験室環境ではなく，図 1 の利用
イメージのように，オフィスや研究室で実際に育て，そのような環境の中で植物を積算情報として可視化することを目的としている．そこで，本実験では，オフィス環境を想定した実験環境を作成し，実験を行った．作成した実験環
境では，毎日一般的なオフィスの就業時間である 9 時〜18
時の間に蛍光灯を点灯させた．蛍光灯の明るさは光量計（URCERI）で測定した所，約 600lux であった．これは，

JIS 照明基準の会議室・事務室の 500〜750lux 以内の値である．なお，育てる植物は直射日光が当たらない場所に置

図 6 各番号のカイワレ大根に対する主観評価スコア（エラーバーは主観評価スコアの標準誤差を表している）

いた．また，温度は職場快適基準の温度 24〜27 度（夏季）内である 25 度に空調により設定した．

者に 7 段階で評価してもらった．評定値 1〜7 の意味合い

図 4 のように，プランター内に土 150g, 土の上にカイワ

については表 1 に示す通りである．紙を一枚ずつ提示してレ大根の種を 100 個まいた 10 種類のカイワレ大根を用意いく方式では，評定値が提示順序に大きく左右されると考した．また，カイワレ大根に与える成長刺激は 3.3 節で述えられたため，被験者には評価の前に全ての写真を見るよべた成長刺激制御部を用いて制御した．カイワレ大根に与うに教示した．実験参加者は 10 名の大学生または大学院

える同一の成長刺激量は，30ml の水量とした．水量の値

生（男性 9 名，女性 1 名，平均年齢 23.8±0.9 歳）であった．

は，プランター内の土の表面に土壌湿度センサ（YL-69）

実験後，得られた評定値のスコアをもとに分析を行った．

を挿し，土壌湿度を測定し土の表面が十分に湿る値を用い4.1.2 実験結果

た．実験期間は 10 日間で，毎日昼の 12 時に 1 回，水 30ml

図 6 に各番号のカイワレ大根に対する主観評価スコアのを 3.3 節で述べた成長刺激制御部のプロトタイプを用いて平均値を示す．図 6 の結果を用いて，すべてのカイワレ大根

自動的にすべてのカイワレ大根に与えた．栽培を始めて 10の主観評価スコア間の差を検定するために，Friedman 検定

日後，各カイワレ大根の写真を正面と上方からそれぞれ撮を行った．検定の結果，すべてのカイワレ大根の主観評価ス

影し，1 枚の紙に印刷した．図 5 に実験 1 で栽培した 10 種

コア間に有意差は認められなかった（χ2 = 13.28, p = .15）．

類のカイワレ大根の正面の写真を示す，なお，それぞれの

これより，少なくともこの実験で試した成長刺激の条件でカイワレ大根には No.1〜No.10 まで番号を割り当てた．アは，カイワレ大根の成長度合いに一定の再現性があること

ンケート評価では，計 10 枚の紙をランダムに机上に 1 列にが示唆された．そこで，以下では，成長度合いの制御の可並べ，それぞれのカイワレ大根の成長度合いについて被験能性について検討していく．

© 2020 Information Processing Society of Japan24

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表 2 成長刺激の条件

No.

水量 [ml]

LED 光

No.

水量 [ml]

LED 光

1

6

なし

6

6

あり

2

12

なし

7

12

あり

3

18

なし

8

18

あり

4

24

なし

9

24

あり

5

30

なし

10

30

あり

表 3 主観評価スコアの分散分析表

図 7

要因

平方和

自由度

平均平方

F値

表 2 の成長刺激条件で栽培した 10 種類のカイワレ大根

水量353.064

88.26

319.67**

LED 光

13.69

1

13.69

21.21**

変数

標準偏回帰係数Fp

偏相関

水量 ×LED 光

9.06

3

2.27

13.73**

葉の面積：a0.315

36.827

P < 0.001**

0.525

新鮮重量：w

0.473

48.160

P < 0.001**0.801

表 4 重回帰分析の結果

4.2 実験 2：成長刺激が植物の成長に与える影響
本節では，カイワレ大根の成長制御実現のため，成長刺価スコアに与える影響を 2 要因分散分析により分析した結果

激（水・LED 光）の量の変化によって，どのように成長度

4を表 3 に示す．表 3 より，水量（F36(0.01) = 3.89, p < .01）

合いを制御できるかについて検討する．そこで，成長刺激と LED 光（F91 (0.01) = 10.56, p < .01）ともに主効果が見量を様々に変化させた条件を用意し，それぞれの条件に応られ，水量を多くするほどまたは LED 光を点灯すると主じた成長刺激量でカイワレ大根を栽培し，栽培後のカイワ

観評価スコアが高くなることが分かった．また，水量×レ大根の成長度合いを評価する実験を行う．

4
LED 光（F36(0.01) = 3.89, p < .01）で組み合わせ効果が4.2.1 実験概要

見られたため，単純主効果の検定を行ったところ，LED 光

実験に用いる土の量やカイワレ大根の種の数および実験に対する水量の主効果は有意差が認められたが，水量 30ml

環境は実験 1 と同様にして実験を行った．本実験では，カに対する LED 光の主効果は有意差が認められなかった

イワレ大根に与える水量を 5 段階，LED 光をあり・なし

1（F29(0.01) = 0.77, p = 0.39）．次に，多重比較の Bonferoniの 2 段階で変化させて，計 10 種類のカイワレ大根を栽培法を行った結果，No.5（水量 30ml・LED 光：なし）と No.10

した．水量に関しては，実験 1 よりプランター内の土の表（水量 30ml・LED 光：あり）の成長刺激条件の間で弱い有面が十分に湿る 30ml を最大の水量として，6ml・12ml・

意傾向が認められた（p = .06）．それ以外の条件の間では18ml・24ml・30ml の 5 段階とした．また，LED 光ありのすべて有意差が認められた（p < .01）．

条件では，LED ライトを夜 22 時〜朝７時の間の 9 時間点

重回帰分析

灯させた．ここで，夜間の時間のみに点灯させる理由としアンケートにより得られた主観的な成長度合いのスコアては，PlanT が植物の成長度合いを用いて積算情報を可視

を植物の視覚的な特徴から予測できるようにするため，重化することを目的としているため，LED ライトが日中に点回帰分析による調査を行った. カイワレ大根において直観灯していた場合，LED ライトの点灯の有無によって積算情的に観測可能な視覚的特徴として，茎の長さ，茎の太さ，報の増加量を判断できる可能性を防ぐためである．表 2 に葉の面積，新鮮重量，発芽本数が考えられたため，これら各カイワレ大根に与えた成長刺激の条件を示す．また，成をパラメータとして選択した．栽培を始めて 10 日後に，そ長刺激の条件の番号をカイワレ大根の番号として割り当て

れぞれの条件で育てたカイワレ大根の視覚的特徴の測定をた．実験期間は 10 日間で，成長刺激制御部のプロトタイ行った． また，新鮮重量はカイワレ大根の根の部分をすプを用いて，各成長刺激条件に応じた水量を毎日昼の 12 時

べて切り取り，土を払い落としてから重量を測定し，発芽に 1 回与え，LED ライトを夜 22 時〜朝 7 時の間点灯させ本数は目視で測定した．なお，茎の長さ，茎の太さ，葉のた．栽培を始めて 10 日後，実験 1 と同様にして写真を撮

面積は 10 本のカイワレ大根の平均値とした．目的変数 Y

影し，被験者に 7 段階のスコアでそれぞれのカイワレ大根

を成長スコアと定義し，説明変数 l,t,a,w,n をそれぞれ茎のについて成長度合いを評価してもらった．図 7 に実験 2 で長さ，茎の太さ，葉の面積，新鮮重量，発芽本数として重栽培した 10 種類のカイワレ大根を示す．実験参加者は実回帰分析を行い，各特徴によるスコアへの影響を一元的に

験 1 と同様で，10 名の大学生または大学院生（男性 9 名，表現した．重回帰分析を行うにあたっては，増減法を用い

女性 1 名，平均年齢 23.8±0.9 歳）であった．実験後，得らて変数選択を行ったところ，茎の長さ，葉の面積，新鮮重

れた評定値のスコアをもとに分析を行った．

量が選択された. さらに，多重共線性が起こらないために，

4.2.2 実験結果選択された説明変数の相関を求めた結果，茎の長さと新鮮分散分析

重量の相関係数が 0.903 となり，強い相関がみられたため，

水量・LED 光の 2 要因がアンケートにより得られた主観評

茎の長さの説明変数を除去し，葉の面積および新鮮重量の© 2020 Information Processing Society of Japan25

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表 5 各成長刺激条件のカイワレ大根に対するスコア視覚的特徴の測定値
成長スコア
葉の面積 [mm2 ]
新鮮重量 [g]
茎の長さ [cm]成長刺激条件主観評価スコア

茎の太さ [mm]

発芽本数 [本]No.5（水 30，LED 光なし）

6.8

6.9

204

32.4

14.2

2.2

100

No.10（水 30，LED 光あり）

6.6

6.5

232

27.3

12.9

2.4

100

No.9（水 24，LED 光あり）

6

6.1

233

23.5

12.5

2.5

99

No.4（水 24，LED 光なし）

5.5

4.6

145

17.4

12.2

2.1

99

No.8（水 18，LED 光あり）

4.7

4.7

213

13.0

11.0

2.2

92

No.3（水 18，LED 光なし）

4.0

3.8

159

9.2

10.9

2.0

92

No.7（水 12，LED 光あり）

3.6

3.7

180

7.1

9.5

2.4

76

No.6（水 6，LED 光あり）

2.1

2.2

104

0.5

5.1

1.7

23

No.2（水 12，LED 光なし）

2.0

1.9

55

1.1

6.0

1.8

60

No.1（水 6，LED 光なし）

1.0

1.3

0

0.1

2.8

1.6

19

2 つの説明変数を用いて重回帰分析を行った．重回帰分析の結果を表 4 に示す．また，偏回帰係数を用いた重回帰式

本章では，PlanT を研究室内で実際に利用した運用テ

は式 (1) のように表せる．
成長スコア Y = 0.0085a + 0.12w + 1.3

5. PlanT の運用テスト
ストの結果について報告する．本運用テストでは，PlanT(1)の実利用における動作を確認すること，ユーザ視点から修正済み決定係数 (R ) は 0.903 と当てはまりのよい回帰

PlanT の積算情報可視化ディスプレイとしての有用性につ式が得られた．また，説明変数の p 値は 1%有意であるた

いてフィードバックを得ることを目的とする．3.3 節で述めすべて説明力のある変数といえ，葉の面積，新鮮重量とべたプロトタイプを用いて，実際にユーザにタスクを行っ

いった 2 つの視覚的特徴から，成長度合いの主観的評価をてもらい，タスクの進捗状況に応じて成長刺激を制御する

説明できることがわかった．

ことで，ユーザに応じた積算情報をカイワレ大根の成長度

2次に，被験者から得られた主観評価スコアと成長スコア

合いで可視化する．

の値を比較するため，被験者実験により得られた 10 名の評
定値のスコアの平均値を求め，各成長刺激を主観評価スコ

5.1 テスト概要

アの大きい順に並べた．表 5 に主観評価スコアの平均値，

本テストは，情報科学を専攻する研究室の学生 6 名（男式 (1) を用いて求めた成長スコアおよび視覚的特徴の測定

性 5 名・女性 1 名) の被験者に協力を得て実施し，テスト期値を示す．分散分析の結果からも明らかになったとおり，間は 2 週間とした．テストでは，PlanT の有無によるユー

水量が多く，LED 光ありの条件が上位になっていることがザの反応を調査するため，タスクを行う手法として，PlanT分かる．また，表 5 の主観スコアと成長スコアの相関係数あり（プロトタイプを用いてタスクを行う）と PlanT なしを求めると 0.987 となり主観スコアと成長スコアの間には（プロトタイプを用いずにタスクを行う）の 2 種類を用意

非常に強い相関があるといえる．したがって，カイワレ大した．また，順序効果を考慮して，被験者 6 人を 3 人ずつ

根の主観的な成長度合いのスコアを視覚的な特徴である葉の A，B ２つのグループに分け，A グループでは最初の週の面積，新鮮重量で予測可能であることがわかった．

に PlanT あり，次の週に PlanT なしとし，B グループでは最初の週に PlanT なし，次の週に PlanT ありとしてテ

4.3 予備実験の結果のまとめと考察
実験 1 より，カイワレ大根の成長度合いの主観的評価には一定の再現性があることが示唆された．この理由としてストを行った．また，2 週間のテスト終了後，すべての被験者にアンケートに回答してもらった．

5.1.1 タスク

は，プランター内にまいたカイワレ大根の種の個数が 100

被験者に行ってもらったタスクについて述べる．本テス個という大きな数であったため，被験者が 100 本のカイワ

トでは，被験者にタスクに対して意欲的に行ってもらうた

レ大根を一つの植物として成長度合いを評価する際に，1

め，英単語の学習・筋トレ・読書の 3 つのタスクの中から本毎の成長の個体差が打ち消されたと考えられる．

被験者自身に実験で行うタスクを選んでもらった．被験者

また，実験 2 では，水量を増やし，LED 光を点灯するこ

6 人に好きなタスクを選ばせた結果，英単語の学習が２人・とで成長度合いの主観的評価を増加させられることがわか

筋トレが 2 人・読書が 2 人となった．また，被験者自身にり，さらにこの成長度合いの主観的評価は葉の面積，新鮮選んだタスクに対する毎日の達成目標を設定してもらい，

重量といった視覚的特徴の重回帰式 (1) で説明可能である

2 週間毎日その目標の達成に向けてタスクを行うように教ことがわかった．したがって，成長刺激の強さに応じて異示した．なお，本テストでは，被験者が設定した毎日の達なる成長度合いの植物を栽培できることが確認され，植物成目標に対する達成率をタスクの進捗状況，つまり PlanTの成長度合いを制御できる可能性が示唆された．

の積算情報として用いる．表 6 に各被験者が設定したタス© 2020 Information Processing Society of Japan26

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表 7

表 6 各被験者が設定したタスクに対する毎日の達成目標
毎日の達成目標

達成率

タスクの達成率に対する成長刺激
成長刺激

被験者 1(英単語)

200 単語学習する

91〜100No.5（水：30ml，LED 光：なし）

被験者 2(英単語)

50 単語学習する

81〜90

No.10（水：30ml，LED 光：あり）

被験者 3(筋トレ)

腕立て・腹筋を全て合わせて 60 回

71〜80

No.9（水：24ml，LED 光：あり）

被験者 4(筋トレ)

違う部位の腹筋を 45 回

61〜70

No.4（水：24ml，LED 光：なし）

被験者 5（読書）100 ページ読む

51〜60

No.8（水：18ml，LED 光：あり）

被験者 6（読書）40 ページ読む

41〜50

No.3（水：18ml，LED 光：なし）

31〜40

No.7（水：12ml，LED 光：あり）

21〜30

No.6（水：6ml，LED 光：あり）

11〜20

No.2（水：12ml，LED 光：なし）

0〜10

No.1（水：6ml，LED 光：なし）

が制御されます」と教示した．

PlanT なしでは，プロトタイプを用いないでタスクを行ってもらうが，LINE BOT によるタスクの達成率の回答が被験者に及ぼす効果を同じにするため，LINE BOT によるタスクの達成率の回答のみ行うようにした．
図 8 LINE BOT による通知画面

5.1.3 アンケート項目
テスト終了後に被験者に回答してもらうアンケートの項

クに対する毎日の達成目標を示す．なお，英単語の学習で目について述べる．ユーザ視点による PlanT について分析

は，被験者の英語の習熟度を考慮して，「TOEIC L ＆ Rするため，PlanT を利用した印象や意見を記述する自由回

出る単特急 金のフレーズ」（朝日新聞出版）を使

答欄を設けて，感想を自由に記述してもらった．さらに，用して，英単語を学習してもらった．筋トレでは，被験者

アンケート項目として「PlanT によるカイワレ大根の栽培

自身で毎日のトレーニング内容を設定し，設定したトレーは楽しかったか」（質問 a）および「栽培したカイワレ大根

ニングを行ってもらった．読書では，被験者自身で好きなに対して愛着を感じたか」（質問 b）という 7 段階評価（1：

本を選び，選んだ本を読んでもらった．

全然楽しくなかった・全然感じなかった，4：どちらともい

5.1.2 PlanT ありと PlanT なし

えない，7：とても楽しかった・とても感じた）の項目を設

TEST

本テストの PlanT ありと PlanT なしの 2 種類のタスク

けた．

を行う手法について述べる．PlanT ありでは，被験者に毎また，ユーザが実際に PlanT によるカイワレ大根の成長

日の達成目標に対する達成率を入力してもらうため，入力度合いをユーザ自身の積算情報と連動して感じているかを部の LINE BOT から毎日夜 22 時に，被験者の LINE に通評価するため，「カイワレ大根の成長度合いは，自分のタ知を送信する．図 8 に実際に被験者の LINE に送信されるスクの達成率の積算情報と連動しているように感じたか」LINE BOT からの通知画面を示す．被験者がこの LINE

(質問 c) という 7 段階評価（1：全然感じなかった，4：ど

BOT に毎日の目標に対する達成率を 0〜100 で入力する

ちらともいえない，7：とても感じた）の項目も設けた．

と，LINE BOT は各被験者毎のサーバに，被験者によって入力された達成率を格納する．格納された達成率を，次の5.2 テスト結果

日の 12 時に，成長刺激制御部のマイコンが読み込み，達成

本運用テストにおいて実装した PlanT のプロトタイプを率に応じて成長刺激を制御し，被験者毎のカイワレ大根に実際に研究室内で 7 日間ずつ動作させた結果，ユーザのタ与える．なお，LED 光は実験 2 と同様に，マイコンが達成

スクの達成率を水・光の成長刺激としてカイワレ大根に与率を読み込んだ日の夜 22 時〜朝 7 時に点灯するように制えて成長させるという 3.2 節で述べたシステムフローが正御した．成長刺激の制御は，実験 2 の表 5 の主観評価スコ

常に動作したことを確認できた．次に，表 8 に各被験者毎アの大きい順に並べた成長刺激の条件の結果を利用し，達の質問 a〜c のアンケート回答結果を示す．また，図 9 に成率に応じて 10 段階で制御した．表 7 に達成率に対するPlanT ありで栽培したそれぞれのグループにおける各被験成長刺激を示す．また，PlanT ありで用いるプロトタイプ

者の 7 日目のカイワレ大根の写真を示し，表 9 に PlanT あ

は，各被験者が独自に専有する研究室内のデスクの端にそりの週における被験者毎の毎日の達成目標に対する達成率

れぞれ配置した．なお，PlanT ありでタスクを行う週の 1の合計（最大は 700）および 7 日目のカイワレ大根の成長日目には，被験者に「今日から 1 週間，毎日の目標の達成

スコアを示す．なお，各被験者毎のカイワレ大根の成長ス

率に応じてカイワレ大根に与える成長刺激（水・LED 光）

コアは実験 2 と同様にして葉の面積および新鮮重量を測定© 2020 Information Processing Society of Japan27

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表 8

アンケート結果
各被験者の回答

質問項目

被験者 1

被験者 2

被験者 3

被験者 4

被験者 5

被験者 6

平均値

標準偏差

a

PlanT によるカイワレ大根の栽培は楽しかったか

6

5

5

7

5

4

5.3

0.9

b

栽培したカイワレ大根に愛着は感じたか

6

6

5

7

6

3

5.6

1.2

c

タスクの達成率の積算情報と連動しているように感じたか

6

4

4

6

6

3

4.9

1.1

いる [18]．したがって，今後は PlanT による栽培したカイ
ワレ大根をユーザに食べてもらい，栽培による満足感をより高めることで，PlanT によるタスクのモチベーション向上に対してより大きな効果が期待できると考えられる．

5.3.2 タスク達成率とカイワレ大根の成長度合いの連動性
表 8 の質問 c の評価の分布より，被験者がカイワレ大根の成長度合いを被験者自身のタスクの達成率と連動していると感じたかについては平均値 4.9，標準偏差 1.1 となり，比較的高い評価であった．一方で，「カイワレ大根が発芽するまで成長度合いがわかりにくかった」という意見が複数見られた．このことから，ユーザの感じるタスクの達成率と積算情報との連動性を高めるためには，ユーザの毎日のタスクの達成率がカイワレ大根の成長度合いに反映され
図 9
表 9

各被験者の 7 日目のカイワレ大根の写真

PlanT ありの週の達成率の合計および成長スコア

るまでの時間を短くすることやポンプによる植物への給水などの成長刺激を与えている過程をユーザに見せることが改善案として挙げられる．ここで，予備実験より，カイワ
レ大根は，完全に発芽するまでに 2 日間要するが，発芽後PlanT ありの週の達成率の合計

成長スコア

被験者 1

650

3.4

は実験 1 と同様の環境で水 30ml を与えた場合，茎の長さ

被験者 2

600

2.3

被験者 4

が 12 時間で 1cm 以上伸びることが確認されている．した

380

1.8

被験者 3

680

4.6

被験者 5

640

4.1

被験者 6

450

3.2

がって，今後は同一の成長刺激で発芽させた状態後のカイワレ大根を使用することや成長刺激を与えている過程を見せることでユーザが栽培に関わる部分を増やすなどの方法を検討していきたい．

し，式 (1) により求めた．

さらに，図 9・表 9 より，達成率の合計および成長スコアに着目すると，各グループ毎では達成率の合計が大きいほ

5.3 考察ど成長スコアも大きくなっている．しかし，A グループと

5.3.1 PlanT によるカイワレ大根の栽培

B グループの成長スコアの平均値はそれぞれ 2.7，4.0 であ

表 8 より，質問 a の「カイワレ大根の栽培の楽しさ」にり，B グループの方が達成率の合計に対して成長スコアおついては，平均値 5.3，標準偏差 0.9 となり，質問 b の「カよびカイワレ大根の成長度合いが大きくなってしまっていイワレ大根に対する愛着」については平均値 5.6, 標準偏差る．これは，A グループと B グループでは，カイワレ大根

1.2 となっており，どちらの項目も高い評価を得た．アンを栽培した日程が異なったため，本実験で利用した研究室

ケートの自由記述でも，「カイワレ大根が成長する様子をの蛍光灯の点灯時間などの栽培環境が A グループと B グ

見ることが楽しく，楽しみながらタスクに取り組むことがループで異なったためであると考えられる．

できた」や「植物を実際に毎日見てタスクを達成すること

また，被験者 1 と被験者 2 の達成率の合計には 50 の差が楽しかった」という回答が得られた．これより，PlanT

しかないが，成長スコアでは 1.1 という比較的大きな差がによるカイワレ大根の成長を見続けることでもユーザが栽あり，図 9 のカイワレ大根の成長度合いにも達成率の差

培自体に楽しさを感じるとともに植物に愛着を持つことが以上の差が生じているように見受けられる．この原因をできると考えられる．

考察するため，図 10 に各被験者毎の PlanT ありの週およ

また，今回の調査では，栽培したカイワレ大根を食品とび PlanT なしの週のタスク達成率の遷移示す．図 10(b) よして被験者に食べてもらわなかったが，朴らの研究では，り，被験者 2 では，カイワレ大根の発芽段階である 1 日目

栽培したスプラウトを食品として食べることで，栽培によと 3 日目の達成率が低くなっている．一方，図 10(a) より，る自己評価および満足度がより高くなることが報告されて被験者 1 では PlanT ありの週の最終日である 7 日目のみ

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刺激の途中変化による成長度合いの制御に関して，カイワ
レ大根は種子から発芽した新芽であり，成長刺激の影響を受けやすい植物であるため，成長刺激の途中変化により成長度合いを制御することが可能であると考えられる．また，
カイワレ大根の水量を途中で変更し 10 日間栽培した予備実験においても，水量を 5 日目以降減らした条件では，一日ごとの成長スコアの増加率が 5 日目以降低くなったことが確認されている．ただし，この結果は，本稿で述べた環境とは異なり，蛍光灯が存在しない実験室環境で栽培した予備実験で得られたものであり，今後オフィス環境での検証が必要である．したがって，今後オフィス環境において，成長刺激の量を途中で変化させた条件を様々に用意し，その条件で栽培したカイワレ大根の成長スコアを毎日記録す図 10 各被験者毎の PlanT ありの週および PlanT なしの週のタス
ク達成率の遷移る．そして，成長刺激の途中変化による成長度合いを評価することで，成長スコアのより正確な制御が可能になる知
見を得ることができると見込まれる．

達成率が低くなっており，７日目の被験者 1 のカイワレ大根から算出した成長スコアには低くなった達成率が反映さ

6.3 積算情報以外の情報提示れていないと考えられる．また，カイワレ大根は水が十分

本稿では，植物における基本的な特徴の一つである，植物に与えられないと発芽しないため，被験者 2 のように発芽の成長自体に着目し，植物の成長度合いを用いた積算情報

段階で成長刺激である水の量が少ない場合，発芽までの日

可視化ディスプレイの実現について述べたが，植物の様々数が遅れ，最終的な達成率の合計に差がない場合でも大きな特性を利用することで，積算情報以外の情報提示が可能

く成長スコアとして差が生じてしまうと考えられる．したであると考えられる．植物は屈折という性質により，茎ががって，現在の運用の場合，週の初めの達成率の差が大き

光の刺激方向に伸びる．この性質を利用するため，LED ラ

く成長スコアに反映されてしまうため，成長段階ごとの成イトの照射方向を制御し．ユーザがタスクに苦労している

長刺激の影響について調査する必要がある．

ときや困っているときに茎を絡ませたりすることでタスク

6. 議論
6.1 今後のユーザスタディの状況を提示することも可能となる．したがって，今後はタスクの状況などの積算情報以外の情報提示手法についても検討していく．

今回の PlanT 運用テストより，多くの被験者は高いモ
チベーションを保ちながらタスクに取り組めたことが明ら

6.4 カイワレ大根以外の植物を用いた情報提示かになったが，他の可視化手法やディスプレイとの比較は

本稿では，出力部の植物としてカイワレ大根を用いて検行っていない．したがって，今後は一般的なディスプレイ

討を進めてきたが，カイワレ大根の成長度合いを積算情報にユーザの進捗状況をグラフで可視化するなどの可視化手として利用する場合，7〜10 日間以内の積算情報のみ提示

法と比較することで，PlanT がユーザのタスクに対するモ可能である．したがって，それ以上の期間にわたる積算情

チベーションを向上可能なシステムであるかを評価する．

報を表現する場合，カイワレ大根以外の植物の利用を検討

また，一般的な可視化手法との比較だけでなく，PC やスする必要がある．さらに，5 章で行ったアンケートの自由

マートフォン上でのイラストなどを利用して仮想的に植記述では，「花が咲くなどの植物の方が成長度合いの変化

物を栽培する育成ゲームやアプリとの比較を行うことで，がわかりやすいのではないか」という意見もあり，花が咲

PlanT による実物の植物の栽培がユーザのタスク遂行に及くなどの明確にわかりやすい成長度合いを持つ植物を利用

ぼす効果についても検証していく．

することで，タスク遂行における達成感をユーザがより多く感じると考えられる．

6.2 成長刺激の途中変化による成長度合いの制御

しかし，他の植物の利用を検討する場合，4 章の実験 1

本稿では，4 章の実験 2 より，一定の成長刺激によるカイおよび実験 2 の結果は，栽培時に成長刺激の影響を受けやワレ大根の成長度合いの制御について検討したが，PlanT

すいカイワレ大根に対する結果であり，他の植物に対して

では，ユーザの毎日の積算情報に応じて植物に与える成長も同様に適用できるかどうかは明らかではないため，他の刺激を変化させるため，成長刺激を途中で変化させた場合植物に対しても同様の検討を行うことで成長制御が可能での成長度合いの制御についても検討する必要がある．成長あるか調査する必要がある．また，カイワレ大根の成長度© 2020 Information Processing Society of Japan29

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合いの主観的評価には一定の再現性が示唆されたが，一般的に一つの苗から育てる植物などでは，成長度合いの主観[6]

的評価の再現性を保つため，成長の個体差を吸収する必要がある. これに対しては，植物の成長度合いをリアルタイムに計測しながら，与える成長刺激を変化させていくフィー[7]

ドバック制御を行うことで，再現性を保つことが可能であると考えられる.

[8]

7. おわりに
本稿では，植物の成長を制御することにより，積算され[9]ていく情報を可視化するディスプレイ PlanT を提案し，プロトタイプを実装した．次に，カイワレ大根を対象とした[10]

2 つの予備実験により，植物の成長度合いによる積算情報
可視化の可能性を検討した．この結果，カイワレ大根の成
長度合いの主観的評価には一定の再現性があることが示唆され，成長刺激の強さに応じて異なる成長度合いの植物を[11]栽培できることが確認された．さらに，PlanT 運用テストの結果，プロトタイプによる PlanT のシステムフローが 7日間正常に動作することを確認した．また，ユーザによる[12]

アンケートから PlanT の有用性についてフィードバックを得た結果，ユーザが PlanT による栽培自体に楽しさを感じるとともにカイワレ大根に愛着を持つことが確認された．
一方，ユーザの感じるタスク達成率と積算情報との連動性[13]を高めるためには，発芽後のカイワレ大根の状態からの使用の検討や成長刺激が成長度合いに反映されるまでの時間の短縮などのさらなる改善が必要であることがわかった．
今後は，PlanT がユーザのタスクへのモチベーションを[14]向上可能なシステムであるかを評価するための他手法との比較実験や成長刺激の途中変化による成長度合いの制御の[15]評価を行う．さらに，積算情報以外の情報提示やカイワレ
大根以外の植物の利用についても検討していく．
[16]

参考文献
[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

Nakajima, K., Itoh, Y., Tsukitani, T., Fujita, K.,
Takashima, K. and Kitamura, Yoshifumi, a. K. F.: FuSA
Touch Display: A Furry and Scalable Multi-touch Display, Proceedings of the ACM International Conferenceon Interactive Tabletops and Surfaces, ITS ’11, pp. 35–
44 (2011).
Tsujimoto, Y. and Itoh, Yuichi, a. O. T.: KetsuroGraﬃti: An Interactive Display with Water Condensation, Proceedings of the 2016 ACM International Conference on Interactive Surfaces and Spaces, ISS ’16, pp.
49–55 (2016).
矢動丸琴子，大塚芳嵩， 中村勝， 岩崎寛： オフィス緑化が勤務者に与える心理的効果に関する研究，日本緑化工学会誌，Vol. 42, No. 1, pp. 56–61 (2016).
矢動丸琴子， 中村勝， 岩崎寛： オフィス緑化が勤務者に与える影響に関する研究―業種・職種別による考察―，
日本緑化工学会誌，Vol. 43, No. 1, pp. 86–91 (2017).
佐藤李子，宇野瑞穂子，外池千尋： mizukusupli:にぎわ
いを感知・記録・表現する装置，情報処理学会研究報告
ヒューマンコンピュータインタラクション (HCI)，pp.

© 2020 Information Processing Society of Japan

[17]

[18]

[19]
[20]

45–51 (2016).
Kimura, T. and Kakehi, Y.: MOSS-xels: Slow Changing Pixels Using the Shape of Racomitrium Canescens,
ACM SIGGRAPH 2014 Posters, SIGGRAPH ’14, p.
20:1 (2014).
蟻浪 卓，鈴木 優： Sensitivase:花の疑似的な健康状態の変化によって環境の状態を伝達する装置，Information
Proceeding Society of Japan, EC2018, pp. 36–38 (2018).
Gentile, V., Sorce, S., Elhart, I. and Milazzo, F.: Plantxel: Towards a Plant-based Controllable Display, Proceedings of the 7th ACM International Symposium on
Pervasive Displays, PerDis ’18, pp. 16:1–16:8 (2018).
蟻浪 卓，鈴木 優： Treeceable: 植物に関する普遍的な知識を利用した情報伝達，インタラクション 2019 論文集，pp. 238–239 (2019).
Kuribayashi, S. and Wakita, A.: PlantDisplay: Turning
Houseplants into Ambient Display, Proceedings of the2006 ACM SIGCHI International Conference on Advances in Computer Entertainment Technology, ACE’06, p. 40:1 (2006).
Kuribayashi, S., Sakamoto, Y. and Tanaka, H.: I/O
Plant: A Tool Kit for Designing Augmented Humanplant Interactions, CHI ’07 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems, CHI EA ’07, pp.
2537–2542 (2007).
Sareen, H., Zheng, J. and Maes, P.: Cyborg botany:
augmented plants as sensors, displays and actuators, Extended Abstracts of the 2019 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems, ACM, p. VS13
(2019).
Steiner, H., Johns, P., Roseway, A., Quirk, C., Gupta, S.
and Lester, J.: Project Florence: A Plant to Human
Experience, Proceedings of the 2017 CHI Conference
Extended Abstracts on Human Factors in Computing
Systems, CHI EA ’17, pp. 1415–1420 (2017).
西田健志，大和田茂： 萌え木:拡張現実による植物育成
支援，日本ソフトウェア科学会，WISS 2006, pp. 23–26(2006).
栗原 渉，中野亜希人，串山久美子，羽田久一： Shameplanpet: オジギソウとの発話コミュニケーションシステム，エンタテインメントコンピューティングシンポジウム 2019
論文集，pp. 407–409 (2019).
松本恵子，多田雄一， 清水浩， 澁澤栄： カイワレダ
イコン (Raphanus sativus L. Kaiwaredaikon (Japaneseradish sprout) ) の生育および抗酸化活性に与える給水量の影響，植物環境工学， Vol. 21, No. 2, pp. 79–85 (2009).
松本恵子，多田雄一， 清水浩， 澁澤栄： カイワレダ
イコン (Raphanus sativus L. Kaiwaredaikon ) の生育
および抗酸化活性に与える光強度の影響，植物環境工学，
Vol. 21, No. 3, pp. 117–122 (2009).
朴 昭英，山根健治，野村卓史，八巻良和： スプラウトの栽培が若年者の心理に及ぼす効果，人間・植物関係
学会雑誌= Journal of Japanese Society of People-Plant
Relationships， Vol. 13, No. 2, pp. 23–26 (2014).
LINE 株式会社： https://linecorp.com/ja/(2019 年 10月 18 日閲覧).
MessagingAPI:
https://developers.line.biz/ja/
services/messaging-api/(2019 年 10 月 18 日閲覧).

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