筑波学院大学紀要第12集

107 〜 116 ページ

2017年＜研究ノート＞

筑波学院ロボット・セラピー 2015
浜田利満＊

Robot Therapy in Tsukuba Gakuin University 2015
Toshimitsu HAMADA ＊要旨

我が国は超高齢社会を迎え、常勤医師のいない特別養護老人ホームでは、入居者の認知症の症状改善のため、施設スタッフやボランティアがさまざまなレクレーションを非薬物療法として実施している。ロボット・セラピーもそのひとつであり、高齢者のほか、小児病棟での応用が期待されている。筑波学院大学では開学以来、ロボット・セラピーに関する研究活動を推進してきた。本稿は2015年度の研究活動をまとめたものである。
キーワード：ロボット ･ セラピー、高齢者介護、認知症、スマート・コミュニティ、インクルー
シブロボットAbstract
Japan is under a super-aged society, and various recreations are executed to improve theelderly peopleʼs dementia. The robot therapy is the one of recreations for the elderly people withdementia, and is thought to be useful to encourage pediatric patients who stay at the hospital forlong term. In this report, the activities of robot therapy in Tsukuba Gakuin University in 2015 aredescribed.

1 ．はじめにそのような状況が長く続いたが、21世紀を迎えたころ、ロボットに新しい潮流が流れた。

日本では、1980年が「ロボット普及元年」、サービスロボット、ソーシャルロボットとい1985年が「飛躍元年」と呼ばれ、産業用ロわれる、人間と共存するロボットの誕生であボットが自動車産業や電気機械産業を中心にる。アザラシ型メンタルコミットロボット発展し、現在、そのシェアは世界のトップを「パロ」、エンタテインメントロボット AIBO占めている。しかしながら、その産業規模はがその代表である。筑波学院大学では、開学数1000億円と小さく、優れた研究開発者が多以来、これらのロボットを用いたロボット・数いるにも拘らず、低迷していたといえる。

セラピーの研究を推進してきた。本稿は筑波＊筑波学院大学経営情報学部、Tsukuba Gakuin University

─ 107 ─

筑波学院大学紀要12

2017

学院大学における2015年度のロボット・セラ的関係構築能力の向上の維持が出来る可能性

ピー研究活動についてまとめたものである。

を示していると考える。

2015年度は昨年度に引き続き、認知症のリハ
ビリテーションを目的としたロボットを用いる身体活動レクレーションとグループ型ロボット・セラピーの実施方法に関する研究を行った。

2 ．ヒ ューマノイド型ロボット NAO を用いる身体活動レクレーションの試
み
2 ．1

背景と目的

日本の65歳以上の高齢者人口は平成25年で3186万人に上り、超高齢社会に突入した。本
研究では、認知症を予防するために運動をすることによって認知症を防止することが目的である。ヒューマノイド型ロボット NAO を体操のインストラクターとして用い実施するシステムを開発した。
2 ．2

NAO を用いた体操本研究で参考にした体操は NHK 番組で行われていた「みんなの体操」をロボットで行わせた。体操は図2.1の（a）~（f）を順に行って身体機能の低下を防ごうとする。
NAO と記録した番組映像を同時に動かし、高齢者にロボットと体操を一緒に行ってもら

図 2.1

NAO 動作

図 2.2

実施の様子う。
2 ．3

試行結果

ここでは高齢者施設で実施した体操を椅子に座って行った様子を示す（図 2 ）。実施した体操は立って行うものと椅子に座って行う体操がある参加者はロボットが体操をすることが珍しいこともあり体操に進んで参加した。また実施している高齢者同士で、ロボットが映像と動きがずれるなどしてしまったと
きは高齢者同士や介在者を交えて教えあうな
どの会話があった。認知症で問題になる社会─ 108 ─

浜田利満：筑波学院ロボット・セラピー2015

2 ．4

結論

3 ．2

遠隔操作システム

認知症予防に必要な身体機能を維持させる、指先の動きから全身の動きまで取り入れてヒ ューマノイド型ロボット PALRO

ロボット・セラピーは当初、自律モードで動いる体操を高齢者施設で実験を進めている。

作する犬型ロボットの AIBO やアザラシ型ロNAO は身長58cm と少し大きいが高齢者にボットの PARO などを用いて始まった。し警戒心を抱かせることなく、むしろ人間に近かし、セラピストや介在者の意思どおりにロい滑らかな動作をするため興味を引く対象にボット（AIBO）を動かす無線 LAN を用いたなっている。体操による身体的効果と体操参遠隔操作システムの導入により、新たな発加者同士の会話が認知症予防に繋がると考え展があった。高齢者の状況に合わせたセラられる。

ピー、高齢者と AIBO が行うゲームなど可能となった。AIBO で開発された遠隔操作シス

3 ．ヒ ューマノイド型ロボット PALROの遠隔操作システムと身体活動リハビリテーション

テムと同様な機能を、ヒューマノイド型ロボット PALRO に導入した。
3 ．2 ．1

システム構成PALRO は Linux（ubuntu） で 動 作 す る。
3 ．1

目的と背景

本研究では Windows で動作するクライアン認知症の進行の予防、症状を維持するため、ト PC とサーバー側である PALRO（ubuntu）ロボットを用いる身体運動と脳トレーニングとを無線 LAN を介して繋ぐ。クライアントを両立したレクレーションゲームを試作しPC とサーバーである PALRO の処理と両者た。身体活動と認知活動の融合が更なる効果の通信の流れを図3.1に示す。

をもたらすと言われ、認知（cognition）と運動（exercise）とを合成した「コグニサイ
3、4）ズ」という語も生まれている。長屋は運動と認知症発症予防、運動と認知症進行予防に関する研究について調査を行い、運動が身体機能の改善ばかりでなく、認知症症状の維持、認知機能の改善、心理機能への効果が5）期待できることを示している 。このように認知症のリハビリテーションとして身体活動と脳トレーニングは重要な要素である

6、7）

。

筑波学院大学ではこのような観点に立ち、コミュニケーションロボット PALRO を用い、身体活動ゲームとロコモティブシンドローム予防を目的に開発されたロコモ体操の試みを報告した

14、15）。本研究では専用の遠隔操作プログラムを開発し、ロボットの応答性の向上を目指した。また、リハビリテーションプログラムの複数化を試みた。
図 3.1

─ 109 ─

 隔操作プログラムの通信・動作の遠流れ

筑波学院大学紀要12

表 3.1

2017

コマンド表

図 3.2

基本 GUIる。
表3.1は作成したコマンド表であり、コマンド番号に対応し、問題やヒント、高齢者

3 ．3 ．リハビリテーションゲーム
3 ．3 ．1

手挙げゲームに対する呼びかけ、音楽ファイルの実行を

このゲームはコミュニケーションロボット

PALRO が実行する。現在、コマンド番号はパルロと、Kinect を利用し、高齢者が手を169まであるが、コマンド番号999まで追加可

挙げると、Kinect が手の位置を検出し、そ能である。
3 ．2 ．2の座標に基づいて、PC 画面上に図形を表示
基本 GUI の構成する手挙げゲームである。図3.3にゲームの開発した遠隔操作システムでは、ゲーム画面、図3.4に KINECT 画面を示す。左腕を等、目的ごとに操作画面を設け、通信部分を挙げると赤色の丸、右腕を挙げると青色の三共通する基本的な GUI で構成した。図3.2に角、両腕を挙げると緑色の四角が表示され基本 GUI を示す。赤枠で囲まれた部分が通る。画面には PALRO の自己紹介、練習、出信部分であり、IPADRESS のテキストボック

題とヒント、回答のボタンのほか、ゲーム前

スに PALRO の IP アドレスを入力し、接続後に唾液アミラーゼ測定を PALRO が指示すボタンを押す。接続が成功すると、接続状態るボタン、問題を乱数化して出題する支援ボのテキストボックスに「接続完了です」と表タンがある。

示される。PORT 番号は PALRO のプログラムにもとづき設定する。現在、2 台 PALRO

3 ．3 ．2まで接続できる。

じゃんけんゲーム

図3.5はじゃんけんゲームの画面であり、

図3.2の青枠部に具体的な PALRO の動作をKinect を 利 用 し 手 を 挙 げ て じ ゃ ん け ん す

示すボタンを配置する。本システムではタブるゲームである。基本は手挙げゲームと同を使用しており、初期画面は「手挙げゲー様、左腕を挙げるとチョキ、右腕を挙げるとム」画面であり、各タブを切り替えることで、グー、両腕を挙げるとパーが表示される。パ「じゃんけんゲーム」画面」や「レクリエーショ

ルロに勝てる手を左腕、右腕、両腕を挙げてン & リハビリテーション」画面に移動でき出す。図3.6にじゃんけんの結果の表示例を

─ 110 ─

浜田利満：筑波学院ロボット・セラピー2015

図 3.5

図 3.3

手挙げゲーム画面

図 3.6

図 3.4

じゃんけんゲーム画面

じゃんけんゲーム結果表示

手挙げゲーム KINECT 画面示す。
3 ．3 ．3

レ ク リ エ ー シ ョ ン ＆ リ ハ ビ リ
テーション

図3. 7はレクリエーション & リハビリテー
ション画面であり、PALRO が歌を歌うレク

図 3.7

レ クリエーション＆リハビリテー
ション画面

3 ．4

リハビリテーションゲーム評価実験

レーション、高齢者の手の動きに合わせて、PALRO が移動するリハビリテーションを行う。高齢者の動きは KINECT により検出するが、PALRO への指示はオペレータが行っている（自動化を検討中）。

手挙げゲームを用いて、リハビリテーション効果を検討した。高齢者施設において、6名の被験者の協力により、総回答数（ 6 問の─ 111 ─

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出題に対する回答数）や正答秒数（正解まで化率を示した。標本数が少なく断定はできなの時間）の変化、ゲーム前後の唾液アミラー

いが、実施間隔により、結果が変化すると考ゼの変化率を調べた。その結果を図3.8，3.9，えられる。

3.10に示す。
図3.8は最も参加回数が多い A さんの結果

3 ．5

まとめである。総回答数の変化は少ないが正答秒数

認知症高齢者を対象とするロボット・セラが短くなっている。最初は諦めていたが、回ピーの効果的な実施方法を探るため、遠隔操数を重ねると、覚えた図形を思い出し、回答作のヒューマノイド型ロボット PALRO を用をしている様子が見られ、リハビリテーショいるリハビリテーションプログラムを検討しンの効果があると考えられる。図3.9のアミた。高齢者施設で試行した結果、高齢者が楽ラーゼ活性は回数を重ねることで変動率が少しみながら実施することを確認した。また、なくなり、A さんがゲームに慣れてきたと考

ロボットと身体運動と脳活動を組み合わせたえられる。 3 回目の変動率が上昇したのは、ゲームを実施した結果、正答までの時間の減前回と一ヶ月ほど時間が空き、正答秒数が長少、実施間隔の影響を確認した。今後、これくなったからだと考えられる。また、実施すらのリハビリテーションを効果的に実施できる間隔が短いほど変化率の減少が大きくなるように、本システムを改良していきたいとる。図3.10は実施間隔による、正答秒数の変考えている。

4 ．グループ型ロボット・セラピー実施
方法の検討
4 ．1

はじめにロボット・セラピーの実施形態には、ⅰ）
図 3.8

A さんの結果

高齢者とロボットが 1 対 1、ⅱ）高齢者とロボットとセラピストが 1 対 1 対 1、ⅲ）1 体のロボットが複数の高齢者、ⅳ）複数の高齢者が複数のロボットを囲むグループ型などがある。グループ型活動は最も広く実施されているが、ロボット・セラピーの効果評価、介在者の役割など実施方法に関する知見が少な

図 3.9

A さんのアミラーゼ活性変化率

い。そこで、筆者らはグループ型ロボット・セラピーにおいて、ワークサンプリング法を用い、高齢者の反応を調査した。その結果、ロボットの動きに応える、笑う・喜ぶ、触る・撫でるなどの能動的な反応がセラピー効果と4）して高く評価されることを明らかにした 。
そこで、本研究では高齢者の能動的な反応を誘発するロボット ･ セラピー実施方法を検討するため、介在者の動作、ロボットの種類 ･
図 3.10実施間隔と正答秒数変化率

動き、周囲の状況を、ワークサンプリング法

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浜田利満：筑波学院ロボット・セラピー2015

を用い、高齢者の反応とともに計測した。
4 ．2

グループ型ロボット ･ セラピー

本研究では、アザラシ型ロボット「パロ」、犬型ロボット「AIBO」、猫型ロボット「ネコロ」、ヒューマノイド型ロボットパルロなどを用いて、グループ型ロボット・セラピーを行った。図4.1にグループ型ロボット・セラ
ピーの構成例、図4.2にセラピー活動の様子を示す。テーブル上に複数のロボットを置き、テーブルの周りに高齢者が座り、ロボットと触れ合う。施設スタッフ、学生たちが介在者として、高齢者にロボットとの触れ合いの促し、ロボットの説明などを行い、活動をコーディネートする。セラピー活動時間は30〜60分である。
4 ．3

ワークサンプリング法

ワークサンプリング法は図4.3に示すようなロボット ･ セラピー評価表を用い、体験者（高齢者）の反応やロボットの種類 ･ 動作、

図 4.1

グループ型ロボット･セラピーの構成

図 4.2

グループ型ロボット ･ セラピーの様子

介在者の動作、周囲の状況を 5 分ごとに記録した。高齢者の「ロボットに話しかける」「ロボットに触る」「笑う、喜ぶ」「人に話しかける」などの能動的な反応、「周囲、ロボットを見る」「（介在者からの）説明 ･ 促しを受けると話す」などの受動的な反応、「無反応、寝る」「怖がる ･ 嫌がる」などの否定的反応を記録する。介在者の動作に関しては、「（その場に不在）無」「（活動を）見ている」「（高齢者に活動の）促し ･ 説明をする」「高齢者と話す」を、ロボットに関しては種類 ･ 動作を記録する。

反応を高いセラピー効果とみなすことが多4 ．4

高齢者がロボット、隣人、介在者とのコミュい。これはロボットが存在する場において、実験結果と考察

2015年 6 月 か ら2015年11月 に お い て、 グ

ニケーションを持ち、活動的であることを評

ループホームにて、実験回数19回、参加高齢価しているためと考えられる。そこで、本研者11名、延べ110名の対象者にグループ型ロ

究では高齢者が示した反応を能動的反応、受ボット ･ セラピーを実施した。上述したよう動的反応、否定的反応をそれぞれ＋1、±0、に、ロボット ･ セラピーでは高齢者の能動的−1の評価点を与え、計測ごとの評価点の平─ 113 ─

筑波学院大学紀要122017均を求め、結果を図4.4に示す。実施したグループホームの高齢者は比較的元気な方が多いため、図4.4からも明らかなように、2 名の高齢者を除き、ほとんどの測定点において、能動的な反応を示している。
そこで、評価が低い 2 名の高齢者 J、K に関し、介在の内容と反応を詳細に分析した。
今回の調査では、介在者の行動を 1：不在、2：見ている、3：促し ･ 説明をしている、4：高齢者と話をする、5：その他に分類して記録した。これらの行動のうち 1 ， 2 は消極的な介在、3 ，4 は積極的な介在である。図4.5、
図4.6に高齢者 J、K の積極的介在時と消極的介在時の反応分布を示す。高齢者 J の場合、積極的介在を行うと否定的反応が僅かに減少するが、全般として介在方法による差異は顕著でない。
積極的な介在を行うことで能動的な反応が増加することを期待したが、結果は上述の通りである。しかし、能動的反応と受動的反応が70％以上示しており、これらはともに肯定的な反応であり、2 名の高齢者が不満を持っているとは考えにくい。そこで、能動的反応を示した状況を調査した。その結果、ロボッ

図 4.3

トが歌を歌う、ダンスをするなどにより、周ロボット ･ セラピー評価表

囲が盛り上がったときに能動的な反応を示している。データ数が少ないが、今後、セラピー実施環境の検討を行うことが重要と考える。
4 ．5

まとめ

グループ型ロボット・セラピーにおいて、ワークサンプリング法を用い、高齢者の反応、介在者の行動、ロボット動作、周囲の状図 4.4

況を調査し、セラピー効果の高い反応とそれ高齢者反応評価結果らの生起について検討した。その結果、以下のことが分かった。

高齢者とロボットと介在者が創る場に（ 1 ）セラピー効果として高く評価される、おけるコミュニケーションの発生に対高齢者のロボットに対する能動的な反応が多く計測された。能動的な反応は応していると考えられる。
（ 2 ）能 動 的 な 反 応 を 生 起 さ せ る に は、 ロ

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浜田利満：筑波学院ロボット・セラピー2015

ボットと高齢者の間に入り、反応を促したり、サポートをする介在者の動作のほか、場を盛り上げるロボット動作、雰囲気作りが重要である。

5 ．おわりに
本報告は2015年度に筑波学院大学で研究開発したものをまとめたのである。ヒューマノ
イド型ロボット NAO は世界中の大学で広くプラットホームと応用されてロボットであり、ロボット・セラピーへの応用が期待されている。今回開発した体操インストラクターとしての NAO は筑波学院大学での活用の第一歩であり、今後の発展が期待される。
ヒューマノイド型ロボット PALRO は近年高齢者施設での活用が広まっている。今回開発した遠隔操作システムは、従来から炉尾
図 4.5

高齢者 J 反応

ぼっと・セラピーにおいて、広く活用されている AIBO 遠隔操作システムと同様なシステムを PALRO で実現したものである。今後、さらに内容を充実させ、ロボット・セラピーへの普及を進めて行きたい。
グループ型ロボット・セラピーは高齢者施設では最も一般的なセラピーの形態である。
本研究では介在者とロボットの協力が、セラピー効果を向上させるために重要であることを報告した。ロボットの性能、効果に関する研究報告は多いが、ロボット・セラピーの実施方法に関する研究は少ない。本研究の結果が、実施方法開発の先駆けになることを期待している。以上、2015年度の研究内容を報告したが、超高齢社会を迎えた我が国において、ロボットを有効活用する技術の 1 つである「ロボット・セラピー」技術開発を今後とも微力ながら推進していきたい。

【謝図 4.6

高齢者 K 反応辞】

筑波学院大学のロボット・セラピー活動は─ 115 ─

筑波学院大学紀要122017

高齢者施設の皆様、ならびに共同研究等で多セラピーの展開」 計測自動制御学会誌

くのご指導とご鞭撻を賜る方々のご支援、協9号

42巻

pp.756-762（2003.9）

力があってはじめて成り立つ。社会福祉法人

9 ）浜田利満、橋本智己、赤澤とし子、松本義雄、欣水会「だんらん」、社会福祉法人美鈴会「パ香川美仁、大久保寛基、大成尚： 高齢者施設ストーン浅間台」の関係者、帝京科学大学永におけるロボット・セラピーの試み

沼充教授、拓殖大学香川美仁教授、愛国学園ビリテーションネットワーク研究

大学矢後良純教授、帝京短期大学大久保英一

pp.31-40（2004.7）

講師に心より感謝申し上げます。

リハVol.2 No.1

10）浜田利満： いのちの倫理学 （桑子敏雄編）

また、卒業研究として木村颯太君，冨田一

第 7 章「ロボット・セラピー・システム」 コ

魁君，岡田亮介君，鈴木啓介君，関村亘君，ロナ社 （2004.10）

増山寿彦君が筑波学院大学のロボット・セラ

11）計測自動制御学会システムインテグレーショ

ピー研究に参加、貢献したことをここに記しン部門ロボット・セラピー部会： アニュアルます。

レポート（2005.8〜2015.8）【参考文献】
1 ）内閣府：平成26年版高齢社会白書 （2014.7）

12）浜 田 利 満： 筑 波 学 院 ロ ボ ッ ト・ セ ラ ピ ー
2008-2011” 筑波学院大学紀要第 8 集 pp.71-83

2 ）厚生労働省：副大臣会見「認知症施策について」（2013.3）

配布資料 （2013.6.7）
3 ）中村耕三、寺本民生、鳥羽研二：「ロコモ，メタボ，認知症とそれらの連関」ライフサイエンス出版

13）浜田利満、永沼充：「日本におけるロボット・セラピー」異文化交流の視点から見た人間と治療学・座談会 （2010.7）

ロボットのインターフェース・シンポジウム

4 ）独立行政法人国立長寿医療研究センター：「認（主催：ベルリン日独センター（JDZB）、国際知症予防に向けた運動コグニサイズ」

交流基金、フランクフルト大学、名古屋大学、5 ）長屋政博：「認知症に対する運動および身体活 動 の 効 果 」Jpn j Rehabil Med VOL.47 No.9
p637-640（2010.4.14）

日本学術振興会）（2011.12）
14）浜田，川上，因田，小野瀬，藤枝，菊地，鈴木：「ヒューマノイド型ロボットを用いる身体6 ）安永明智、木村憲：「高齢者の認知機能と運動活動リハビリテーションの試み」リハビリテー･ 身体活動の関係―前向き研究による検討―」
第25回健康 医科 学 研究助 成 論文集

ロボット・セラピー 2004〜2014

ションネットワーク研究 Vol.13 No.1 pp.31-

pp.129-136（2010.3）
7 ）松原英多（監修）：「認知症らくらく脳トレー

35 （2015.8）
15）浜田：「筑波学院ロボット・セラピー 2014」

ニング」一ツ橋書店 （2010.4）
8 ）浜田利満、横山章光、柴田崇徳：「ロボット・─ 116 ─

筑 波 学 院 大 学 紀 要 第11集（2016.3）

pp.129-138