日本ロボット学会誌 Vol. 30 No. 6, pp.648〜654, 2012648

学術・技術論文

眼への衝突による危害の回避可能性を見積もるための回避動作特性に関する心理学実験
服 部 貴 政∗1 山 田 陽 滋∗1
岡 本 正 吾∗1 原

周 司∗2

森
進∗1

Psychological Experiments on Avoidance Action Characteristics
for Estimating Avoidability of Harm Due to Collision to Eyes
Takamasa Hattori∗1 , Yoji Yamada∗1 , Shuji Mori∗2 ,Shogo Okamoto∗1 and Susumu Hara∗1
In this study, psychological experiments are conducted to investigate human avoidance action characteristics in aphase where harm almost reaches human eyes in a human-robot coexistence system. A situation is set up in which
the sharp end-eﬀector tip of a robot suddenly approaches the eyes of a participant sitting in front of the robot. In theanalysis of the experimental results, the avoidance reaction time is deﬁned as the time interval from when the end
eﬀector begins to approach the participant’s eyes until when the participant begins to move the head for avoiding
the harm due to the end-eﬀector tip. The results suggest that the avoidance reaction time does not depend on thetype of work being performed but on the initial distance between the human’s eyes and the approaching object.
Key Words: Human-Robot Coexistence System, Risk Estimation, Avoidance Action, Psychological Experiment,
Eye, Reaction Time

1. 緒

間共存ロボットマニピュレータが人間の頭部に衝突しても，頭言部衝撃耐性値を下回るように，マニピュレータに適切な粘弾性1. 1 背景

素材の緩衝カバーを装着したうえで，衝突状況に応じた動作制

現在，生産現場をはじめとして，人間とロボットが共存して御を行う方法を提案した． Oberer & Schraft [4] は，ダミーの効率的に作業するシステムの構築が望まれている．このような頭部，胸部，腰部に対するロボットの衝突を，有限要素モデル

共存環境においては，人間の安全確保が不可欠であると認識さを用いてシミュレートすることにより，傷害の程度を調査した．

れ，ロボット安全に関する様々な研究がなされてきた．とりわ

Haddadin ら [5] は，ロボットをダミーの頭部や胸部に衝突させけ，ロボットにとって人間との共存が許される状態や運動条件る実験を行うことにより，傷害の程度を調査した．Park ら [6]に関する調査は，両者の安全な共存のための規範を与えると期は，人間の頭部とロボットとの衝突のモデルを提案し，両者が待され，領域横断的な研究が鋭意取り組まれてきた．

衝突しても挫傷と裂創の各耐性値を超えないような，ロボット

例として，人間とロボットの衝突により，人間に鈍的外力が加わる場合を取り上げた研究がある．山田ら [1] は，被験者にに装着される被覆の最適な弾性係数と厚さを決定できることを示した．

機械的刺激を加える人間工学実験を実施し，人間の痛覚レベル

人間と共存するロボットの本体は，基本的には，鋭利な形状の耐性値を調査した．さらに，ロボットに柔らかい粘弾性被覆部が含まれないように設計されなければならない．しかしながを装着することにより，人間とロボットが接触しても，速やから，ロボットの把持部や把持対象物に鋭利な形状部が含まれるに接触を検出し，痛覚耐性値を超えない段階でロボットを停止場合がある．特に，ロボットの把持対象物に鋭利な形状部が含させることができるシステムを提案した [2]．森田ら [3] は，人

まれる場合には，国際安全規格 ISO 12100:2010 [7] における本
質的安全設計方策として，それを鋭利でない形状にするという

原 2011 年 8 月 30 日
∗1
名古屋大学大学院工学研究科∗2
九州大学大学院システム情報科学研究院∗1
Graduate School of Engineering, Nagoya University∗2
Faculty of Information Science and Electrical Engineering,
Kyushu University
 本論文は学術性で評価されました．

JRSJ Vol. 30 No. 6

ことはできない．このため，ロボットの把持部もしくは把持対
象物の鋭利な形状部が人間と衝突し，人間に鋭的外力が加わる
場合についても検討する必要がある．

—88—

1. 2 リスクアセスメント
ここで，ロボットによる鋭的外力が人間に及ぼす危害の重篤July, 2012

眼への衝突による危害の回避可能性を見積もるための回避動作特性に関する心理学実験度について検討すると，鋭的外力が眼に加わる場合には，これ649

2. 反応時間分布の推定法と同程度の力が他の身体部位に加わる場合よりも，比較的重篤な危害を負うおそれがあると判断される．この点を踏まえて，人人間の回避動作の特性を表すパラメータの一つとして，反応

間・ロボット共存系において，ロボットの把持対象物が鋭利な

時間を取り上げる．本研究では，実験で得られる反応時間デー

形状部を含む場合に対して，国際安全規格 ISO 12100:2010 [7]タから，カーネル密度推定法 [13] を用いて，反応時間の確率分に基づいてリスクアセスメントを実施すると，眼に対するリス

布，すなわち反応時間分布を推定する．カーネル密度推定値は，

クが許容できないレベルとなるために，リスク低減が必要であ

1 X
Kfˆ(t) =
nh i=1nると判断される．したがって，同規格における保護方策として，人間が防護メガネを装着するということをしない限り，人間とロボットは共存できないという結論になってしまう．

„

t − Tih«（1）で求められる．ここで，t は反応時間，n は反応時間の全デー

しかしながら，人間は，危害を被る危機的な局面を迎える前

タ数，h はバンド幅，Ti は i 番めのデータの反応時間，K(t)に，危害回避行動を取ろうとする通性を持つ．よって，眼に鋭利はカーネル関数である．本研究では，カーネル関数として，標な物体が迫る局面において，人間はこれによる危害を回避しよ

準正規確率密度関数を用いる．よって，K(t) は，

うとするはずである．したがって，このような危害回避行動にば，人間とロボットが共存できるようになる可能性がある．と

„ 2«
t
1
K(t) = √ exp −22π

ころが，現在は，回避可能性はアセッサにより直感的に見積もで与えられる．本研究では，バンド幅を Silverman [14] の方法

られる傾向にある．この原因は，人間の危害回避行動に関するにより求める．この方法は，よるリスクの減少が，リスクアセスメントにおいて考慮されれ„«
0.9
Q3 − Q1
h = 1/5 min s,n1.34

研究分野が，ヒューマンファクタとして未開拓であることにある．人間の危害回避行動の特性が調査されていないために，回避可能性を十分な合理性を持って見積もることができないので

（2）

（3）

で表される．ここで，s は反応時間データの標準偏差，Q1 は反ある．

応時間データの第 1 四分位点，Q3 は反応時間データの第 3 四1. 3 人間の回避動作特性の調査
ロボットの接近運動に対する人間の反応を調査した研究としては，顔部への接近に対して生じる生理反応を計測したものが分位点である．よって，Q3 − Q1 は反応時間データの四分位範
囲を表す．

挙げられる．池浦ら [8] は，人間が脅威を感じるロボットの運3. 心 理 学 実 験 I

動を調査するために，ロボットが被験者の顔部に向かって直線的に接近する際の皮膚電気反射を計測した．Yamada ら [9] は，本研究では，人間との共存が望まれている次世代ロボットの人間の恐怖を引き起こすロボットの運動条件を同定するために，把持部や把持対象物が機械的危険源となる，一般的な状況を考

ロボットの手先が被験者の顔部に向かって加速する際の瞳孔径えている．その典型的な例として，実用化研究 [15] を参考に，を計測した．

「生産現場において，ロボットの鋭利なエンドエフェクタ先端が，しかしながら，ロボットの接近運動に対する人間の危害回避行動に関する研究は，過去にほとんど報告されていない．文献 [10]ロボットの正面に座っている作業者の眼を襲う」という状況を想定する．

では，ロボットのマニピュレータを集中して見ている被験者が，この想定状況において，作業者は，突然接近してくるエンド

マニピュレータの誤動作に対して退避動作を起こすまでの時間

エフェクタに対して，本来は視覚情報と聴覚情報に基づいて危と退避動作の軌跡が計測されている．これは，先駆的な研究で

害回避行動をとる．しかしながら，実際の生産現場における作はあるが，人間の回避動作の特性に関する統計的な調査は行わ

業環境では，作業者にとって，共存しているロボットに装備されていない．

れているモータの音が必ずしも常に聞こえているわけではない．

我々は，人間・ロボット共存系において，眼に危害が及びそうになる局面を陽に考慮して，人間の回避動作の特性を調査す

このため，本研究では，より危険な状況として，視覚情報のみ
が作業者に与えられる状況に着目する．

る心理学実験に着手した [11]．そして，回避動作の特性が，人人間・ロボット共存系であるこのような状況を設定し，人間間が行う作業の種類や，人間の眼部と接近物体との初期距離にの回避動作の特性を調査する心理学実験を実施した．心理学実依存するかを調査してきた [12]．回避動作の特性が依存する因験の概念図を Fig. 1 に示す．同図は，ロボットのエンドエフェ

子を特定することにより，その因子を考慮して回避可能性を見クタが参加者の眼部に向かって接近し，参加者がエンドエフェ

積もることができるようになる．本論文では，文献 [12] で報告

クタ先端による危害を回避しようと頭部を動かす回避動作をとした心理学実験の内容と結果をより詳細に述べ，加えて検定結る様子を示している．

果を示すことにより，人間の回避動作の特性に関して得られた

3. 1 実験の概要

知見をまとめる．心理学実験の実施に当たっては，名古屋大学

心理学実験 I では，参加者が行う課題として，生産現場で行

工学部倫理部会の承認を得た．

われる作業に近い 4 種類を設定した．この課題の種類により回避動作の特性が影響されるかを調査することが，本実験の目的である．

日本ロボット学会誌 30 巻 6 号—89—2012 年 7 月

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山 田 陽

滋

森

周 司

岡 本 正

吾

原

進

(a) Tasks A and D(b) Task B

Fig. 3 Bearing used for the tasks

自己申告した．

3. 1. 3 実験の設定
参加者は，モーションキャプチャシステムのマーカが取り付けられた帽子を装着し，ロボットの正面において，背もたれのFig. 1 Illustrative diagram of the psychological experiments

ないイスに座った．また，参加者は，外部からの聴覚情報を得ないように，ノイズキャンセリングイヤホン（NW-A845，ソニー（株））を装着し，工場内で録音された音（工場ガヤ，新・効果
音大全集 27 産業機械，KICG-1557，キングレコード（株））を聞いた．そして，参加者は，ロボットの作業エリアに身をさらして，以下の 4 種類の課題を行った．
課題 A ピンセットを用いて，Fig. 3 (a) のように，ベアリングのリング間にローラとリテーナの 2 種類の機械部品を挿入する作業を行う．
課題 B ピンセットを用いて，Fig. 3 (b) のようにベアリングのリング間に入っているローラを取り除く作業を行う．
課題 C 液晶ディスプレイに表示される文書を黙読する．
課題 D Fig. 3 (a) のようにベアリングのリング間に入っている部品を注視する．
なお，課題 A の作業方法は，ベアリングの生産現場において実際に行われている方法と同様である．
参加者がこれらの課題を行っているときに，ロボットの腕の先端に取り付けられた二つのエンドエフェクタのうち，どちらか一つを参加者の眼部に向かって突然接近させた．このときの参加者の頭部の運動をモーションキャプチャシステムで捉えた．

Fig. 2 Upper-body humanoid robot

また，参加者とロボットの運動をビデオカメラで撮影した．

3. 2 実験条件
3. 1. 1 実験装置

参加者が刺激呈示のタイミングを予想しないために，刺激前ロボットとして，人間・ロボット共存系における協調作業の間隔（foreperiod）の確率分布として，指数分布がよく用いらために設計された上体ヒューマノイドロボット（HIRO，川田れる [17]．これに倣い，本実験では，平均 20 [s] の指数乱数値

工業（株））[15] [16] を使用した．ロボットの写真を Fig. 2 に示と 10 [s] との和をとり，このうち 90 [s] 以下のものを統計的にす．参加者は防護メガネを装着した．また，参加者とロボット

ランダムな刺激前間隔として用いた．

の間は，作業台により隔てた．さらに，ロボットの手先につい心理学実験 I において，参加者に対してロボットのエンドエては，万が一参加者の防護メガネに衝突しても危害が及ばない

フェクタが接近する状況における位置関係の概略図を Fig. 4 にように，機械部品をピックアンドプレースするために本来取り示す．課題用の装置，すなわちベアリングのリングもしくは液付けられていたエンドエフェクタを取り外し，四角すい型の軟晶ディスプレイは，同図のバツ印で示した位置に置かれた．参加

質ポリウレタンフォームで代替した．

者の眼部とエンドエフェクタ先端との初期距離は，約 400 [mm]3. 1. 2 参加者
男性 6 名，女性 5 名の計 11 名が本実験に参加した．年齢は，19 歳以上 28 歳以下であった．全参加者は健康であり，視力がに設定した．エンドエフェクタ先端は，参加者が課題用装置を注良好であった．また，いずれの参加者も先端恐怖症ではないとは，課題の位置を視野の中心として，視角約 40◦ に初期的に位JRSJ Vol. 30 No. 6

視している際に，参加者の周辺視野内で認識されるように，参加者本人に確認したうえで初期的に位置づけられた．具体的に—90—

July, 2012

眼への衝突による危害の回避可能性を見積もるための回避動作特性に関する心理学実験

651

Fig. 5 Probability distributions of the avoidance reaction time
for all types of tasks
Table 1 Steel-Dwass tests for the avoidance reaction time between the tasks

Fig. 4 Schematic diagram of the human-robot interactive locations in psychological experiment I (Unit: mm)

Tasks

Range of two-sided p-value

A&B
A&C
A&D
B&C
B&D
C&D

p > 0.20
0.10 < p < 0.20
p > 0.20
p > 0.20
p > 0.20
p > 0.20

異なってはいないことが分かる．これは，回避反応時間が作業の種類に依存するとはいえないことを示唆する結果である．

置づけられた．また，エンドエフェクタ先端は，各試行におけ3. 4. 2 課題間の回避反応時間に対する検定

るロボットの運動終了時に，参加者の眼部の初期位置付近に到達するようにした．

回避反応時間が課題の種類により変化するかを調査するために，検定を実施した．パラメトリック検定の適用条件が満たさロボットの暴走状態を想定した速さとして，エンドエフェク

れなかったため，三つ以上の群のうちの 2 群間に有意差があ

タ先端の最大速さを約 960 [mm/s] に設定した．エンドエフェ

るかを調査するノンパラメトリック検定である Steel-Dwass 検

クタ先端の初期加速度は，約 4,400 [mm/s2 ] に設定した．左右二つのエンドエフェクタの接近経路は互いに対称であり，エン
ドエフェクタの接近運動軌跡は，全試行で同じとした．

「2 種類の課題に対する回避
定 [18] [19] を用いた．帰無仮説は，反応時間には差がない」とした．全参加者の回避反応時間デー
タを課題別にまとめ，課題間に対して Steel-Dwass 検定を行っ

3. 3 実験の手続きた結果を Table 1 に示す．同表より，4 種類の課題から 2 種類

参加者は，4 種類の課題をそれぞれ 6 試行ずつ，計 24 試行
行った．課題の順序効果が生じないようにするために，参加者の課題を取り出した各組の間の差は，すべて有意水準 α = 0.05
で有意でないと考えられる．

には課題の順序をランダムに割り当てた．ロボットの左右二つのエンドエフェクタのうち，どちらが参加者の眼部に向かって

以上により，回避反応時間は作業の種類に依存するとはいえないことが示唆された．

接近するかは，各試行でランダムに設定した．

3. 4. 3 回避反応時間に対する参加者の姿勢の影響

3. 4 実験結果

ロボットのエンドエフェクタが参加者の眼部に向かって接近3. 4. 1 課題別の回避反応時間分布し始めた瞬間における参加者の姿勢が，回避反応時間に影響し本研究では，ロボットのエンドエフェクタが参加者の眼部にた可能性が考えられる．そこで，この瞬間における参加者の眼

向かって接近し始めてから，参加者がエンドエフェクタ先端に部の x 座標を xe1 と定義して解析した．ここで，眉間の位置をよる危害を回避しようと頭部を動かし始めるまでの時間を，「回眼部とした．全参加者のデータをまとめ，xe1 の中央値を x̃e1

避反応時間」と定義した．

とした．そして，参加者が前かがみ気味である，xe1 < x̃e1 で全参加者の回避反応時間データを課題別にまとめ，課題ごとに回避反応時間分布を推定した結果を Fig. 5 に示す．同図よある試行群 F と，前かがみ気味でない，xe1 > x̃e1 である試行
群 B の 2 群に分けた．

り，分布の立ち上がりの位置やピークの位置が，互いに著しく

日本ロボット学会誌 30 巻 6 号—91—

回避反応時間が，参加者の前後方向の姿勢により変化したか

2012 年 7 月

服 部 貴 政

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山 田 陽

滋

森

周 司

岡 本 正

吾

原

進

を調査するために，検定を実施した．パラメトリック検定の適用条件が満たされなかったため， 2 群間に有意差があるかを調査するノンパラメトリック検定である Mann-Whitney の U 検「F と B に対する回避反応時間
定 [20] を用いた．帰無仮説は，には差がない」とした．F と B の間の回避反応時間に対して

Mann-Whitney の U 検定を行った結果，両側 p 値は 0.0002となった．これより，F と B の間には，有意水準 α = 0.001
で有意差があると考えられる．
この結果から，参加者が前かがみ気味である場合のほうが，そうでない場合よりも回避反応時間が短いことが示唆される．以上により，参加者の前後方向の姿勢における試行間の違いが，回避反応時間に影響したことが示唆された．すなわち，参加者の眼部とロボットのエンドエフェクタ先端との初期距離の違いが，回避反応時間に影響した可能性が考えられる．

4. 心 理 学 実 験 II
4. 1 実験の概要
心理学実験 I の結果から，回避動作の特性は，人間の眼部とロボットのエンドエフェクタ先端との初期距離に依存することが予想される．そこで，心理学実験 II では，参加者の眼部とエンドエフェクタ先端との初期距離が異なる 3 パターンのエンド
エフェクタの初期位置を設定した．このパターンにより回避動作の特性が影響されるかを調査することが，本実験の目的である．なお，本実験の設定等は，以下で言及しない限り心理学実験 I と同様である．

4. 1. 1 参加者
男性 5 名，女性 4 名の計 9 名が本実験に参加した．年齢は，
18 歳以上 28 歳以下であった．全参加者は健康であり，視力が良好であった．また，いずれの参加者も先端恐怖症ではないと自己申告した．

Fig. 6 Schematic diagram of the human-robot interactive locations in psychological experiment II (Unit: mm)Table 2 Motion parameters of the robot’s end-eﬀector tip in
psychological experiment II

4. 1. 2 実験の設定
参加者は，ロボットの作業エリアに身をさらして，心理学実Pattern験 I で設定されたものと同じ課題 A を行った．

4. 2 実験条件

Maximum speed Initial acceleration[mm/s][mm/s2 ]1
2
3

本実験では，平均 15 [s] の指数乱数値と 10 [s] との和をとり，このうち 60 [s] 以下のものを統計的にランダムな刺激前間隔と

1330
1180
990

8900
7500
6800

して用いた．
心理学実験 II において，参加者に対してロボットのエンドエフェクタが接近する状況における位置関係の概略図を Fig. 6 にに，参加者の眼部の初期位置から約 50 [mm] 前方に到達するよ
うにした．

示す．ベアリングのリングは，同図のバツ印で示した位置に置か

心理学実験 II におけるロボットのエンドエフェクタ先端の運れた．エンドエフェクタの初期位置を 3 パターン設定した．参動パラメータを Table 2 に示す．ロボットの暴走状態を想定し加者の眼部に対するエンドエフェクタ先端の近さが異なり，パた速さとして，エンドエフェクタ先端の最大速さを，各パター

ターン 1 は最も遠い位置であり，パターン 3 は最も近い位置でンにおいてそれぞれ同表の値に設定した．エンドエフェクタ先あった．参加者の眼部とエンドエフェクタ先端との初期距離は，端の初期加速度は，それぞれ同表の値に設定した．左右二つのパターン 1，2，3 においてそれぞれ約 470 [mm]，約 370 [mm]，エンドエフェクタの接近経路は互いに対称であり，エンドエフェ

約 270 [mm] に設定した．エンドエフェクタ先端は，参加者がクタの接近運動軌跡は，各パターンで同じとした．

ベアリングのリングを注視している際に，参加者の周辺視野内

4. 3 実験の手続きで認識されるように，参加者本人に確認したうえで初期的に位参加者は，60 試行行った．各パターンの出現は，ランダムに置づけられた．具体的には，課題の位置を視野の中心として，3設定した．ロボットの左右二つのエンドエフェクタのうち，どパターンとも視角約 30◦ に初期的に位置づけられた．また，エちらが参加者の眼部に向かって接近するかは，各試行でランダ

ンドエフェクタ先端は，各試行におけるロボットの運動終了時

ムに設定した．

JRSJ Vol. 30 No. 6—92—

July, 2012

眼への衝突による危害の回避可能性を見積もるための回避動作特性に関する心理学実験

653

いう疑問が持たれよう．これらの疑問の背景には，回避動作には認知過程が関与しているという考えがある．これに対して我々
は，回避動作は反射動作であるのではないかと考えているが，現段階では，上記の疑問に明確に回答することはできない．このため，生理心理学実験等のアプローチにより，回避動作が反射動作であることを統計的に明らかにする研究へとさらに進展させる必要がある．しかしながら，このような認知科学的な手法をもってしても，参加者の心理状態を確実にモニタすることは極めて困難であるといえよう．その意味では，本研究で提案した，回避動作に対する統計的な評価としての回避反応時間分布
は，様々な心理学的状態に基づいて得られた結果として統計分布の意味を示すものであり，まずは，この知見を分析に利用することが考えられる．

6. 結Fig. 7 Probability distributions of the avoidance reaction time
for all types of patterns

言

本論文では，人間・ロボット共存系において，眼に危害が及Table 3 Steel-Dwass tests for the avoidance reaction time between the patterns

びそうになる局面における人間の回避動作の特性を調査する心Patterns Range of two-sided p-valueが，ロボットの正面に座っている参加者の眼部に向かって突然接近する，という状況を設定した．心理学実験 I の結果，回避

0.05 < p < 0.10
p < 0.0001
0.025 < p < 0.05

1&2
1&3
2&3

理学実験を実施した．ロボットの鋭利なエンドエフェクタ先端

反応時間は，人間が行う作業の種類に依存するとはいえないことが示唆された．加えて，参加者の前後方向の姿勢における試行間の違いが，回避反応時間に影響したことが示唆された．そ4. 4 実験結果
4. 4. 1 パターン別の回避反応時間分布

して，心理学実験 II の結果，回避動作の特性は，人間の眼部と接近物体との初期距離に依存することが示唆された．

全参加者の回避反応時間データをパターン別にまとめ，パター

本研究で得られた知見を有効活用すれば，例えば，ロボット

ンごとに回避反応時間分布を推定した結果を Fig. 7 に示す．同の運動条件を外挿して適用するシミュレータを利用し，回避可

図より，分布のピークの位置が互いに異なっていることが分か

能性を考慮しながら人間と安全に共存できるロボットの可動域る．また，参加者の眼部とロボットのエンドエフェクタ先端とのを議論することができる [21]．

初期距離が短いほど，回避反応時間が短い傾向が見られる．こ課題としては，回避動作が反射動作であるか分かっていない

れは，回避動作の特性が，人間の眼部とエンドエフェクタ先端

こと，回避動作と接近物体の速度や加速度との関係が分かってとの初期距離に依存することを示唆する結果である．

いないことが挙げられる．今後は，これらについて調査する心4. 4. 2 パターン間の回避反応時間に対する検定

理学実験を実施していくことが考えられる．

回避反応時間がパターンにより変化するかを調査するために，

謝

辞

心理学実験に関してご助言を下さった，名古屋大学

検定を実施した．パラメトリック検定の適用条件が満たされな

エコトピア科学研究所客員教授の古賀一男先生，首都大学東京かったため，Steel-Dwass 検定を用いた．帰無仮説は，「2 種類

都市教養学部准教授の長谷和徳先生に感謝する．心理学実験にのパターンに対する回避反応時間には差がない」とした．全参

ご協力下さった，名古屋大学大学院工学研究科博士課程前期課

加者の回避反応時間データをパターン別にまとめ，パターン間

程学生の伊藤聡一郎氏および砂田宏二氏に感謝する．本研究は，に対して Steel-Dwass 検定を行った結果を Table 3 に示す．同表より，パターン 1 とパターン 2 の間の差は，有意傾向にある．
パターン 1 とパターン 3 の間には，有意水準 α = 0.001 で有文部科学省科学研究費補助金基盤研究（A）「人間の危険源回避
行動に着目した正味リスクの評価に関する研究」（21246041）の助成を受けたものである．

意差があると考えられる．パターン 2 とパターン 3 の間には，
α = 0.05 で有意差があると考えられる．
これらの結果から，参加者の眼部とロボットのエンドエフェ
クタ先端との初期距離が短いほど，回避反応時間が短いことが示唆される．以上により，回避動作の特性は，人間の眼部とエンドエフェクタ先端との初期距離に依存することが示唆された．

5. 討

論

本研究で実施した心理学実験に対しては，参加者が身構えていないか，接近物体に気づかない場合もあるのではないか，と日本ロボット学会誌 30 巻 6 号

—93—

参

考

文

献

[ 1 ] 山田，吹田，池田，杉本，三浦，中村：“ヒト・ロボット共存のための人間工学実験に基づく痛覚レベルの人体耐性値の解明”，日本機械学会論文集（C 編），vol.63, no.612, pp.2814–2819, 1997.
[ 2 ] 山田，吹田，今井，池田，杉本：“痛覚耐性値に基づく安全な人間の接触検出および停止機能を有するロボットシステム”，日本機械学会
論文集（C 編），vol.63, no.614, pp.3552–3557, 1997.
[ 3 ] 森田，鈴木，川崎，菅野：“人間共存ロボットマニピュレータの衝突
安全設計と制御”，日本ロボット学会誌，vol.16, no.1, pp.102–109,
1998.
[ 4 ] S. Oberer and R.D. Schraft: “Robot-dummy crash tests for2012 年 7 月

服 部 貴 政

654

山 田 陽

滋

森

周 司

服部貴政（Takamasa Hattori）

原進

山田陽滋（Yoji Yamada）

2011 年 3 月名古屋大学大学院工学研究科機械理工学専攻博士課程前期課程修了．同年 4 月同専攻博士課程後期課程入学，現在に至る．人間・ロボット
共存系におけるリスク見積もりに関する研究に従事．
（日本ロボット学会学生会員）

周司（Shuji Mori）

1986 年 3 月京都大学大学院博士前期課程修了．1991 年 4 月長崎大学講師勤務．同年 10 月 University of British Columbia 博士課程修了．Ph.D. in Psychology．1995 年富山県立大学助教授．2001 年東京都立大学助教授．2006 年 4 月より九州大学大学院システム情報科
学研究院教授．これまで，ヒトの視覚情報処理や高次認知に関する研究に従事．近年は，知覚–運動系が主題．

原吾

2011 講演予稿集，pp.132–135, 2011.
[13] E. Parzen: “On estimation of a probability density function andmode,” The Annals of Mathematical Statistics, vol.33, no.3,
pp.1065–1076, 1962.
[14] B.W. Silverman: Density Estimation for Statistics and Data
Analysis. Chapman and Hall, 1986.
[15] 独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構：平成 18 年度〜平成 20 年度成果報告書「戦略的先端ロボット要素技術開発プロジェク
ト人間・ロボット協調型セル生産組立システム（次世代産業用ロボッ
ト分野）コンパクトハンドリングシステムを備えた安全な上体ヒューマノイド」，2009.
[16] T. Ogure, Y. Nakabo, S. Jeong and Y. Yamada: “Hazard analysis of an industrial upper-body humanoid,” Industrial Robot:
An International Journal, vol.36, no.5, pp.469–476, 2009.
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[20] H.B. Mann and D.R. Whitney: “On a test of whether one of
two random variables is stochastically larger than the other,”
The Annals of Mathematical Statistics, vol.18, no.1, pp.50–60,
1947.
[21] 砂田，山田，服部，岡本，原：“人間の回避動作特性を考慮した眼部
へのロボット衝突シミュレータ”，第 29 回日本ロボット学会学術講
演会予稿集 DVD-ROM，1N1-6, 2011.

robot safety assessment,” Proc. of the 2007 IEEE Int. Conf. on
Robotics and Automation, pp.2934–2939, 2007.
[ 5 ] S. Haddadin, A. Albu-Schäﬀer, M. Frommberger, J. Rossmann
and G. Hirzinger: “The “DLR crash report”: Towards a standard crash-testing protocol for robot safety—Part I: Results,”
Proc. of the 2009 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation,
pp.272–279, 2009.
[ 6 ] J.-J. Park, S. Haddadin, J.-B. Song and A. Albu-Schäﬀer: “Designing optimally safe robot surface properties for minimizing the stress characteristics of human-robot collisions,” Proc.
of the 2011 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation,
pp.5413–5420, 2011.
[ 7 ] Safety of Machinery—General Principles for Design—Risk Assessment and Risk Reduction, ISO 12100:2010, 2010.
[ 8 ] 池浦，大塚，猪岡：“皮膚電気反射に基づくロボット運動の心理的評価に関する考察”，人間工学，vol.31, no.5, pp.355–358, 1995.
[ 9 ] Y. Yamada, Y. Umetani and Y. Hirasawa: “Proposal of a psychophysiological experiment system applying the reaction ofhuman pupillary dilation to frightening robot motions,” Proc.
of the 1999 IEEE Int. Conf. on Systems, Man, and Cybernetics,
vol.2, pp.1052–1057, 1999.
[10] 日本産業用ロボット工業会：昭和 62 年度産業用ロボットの標準化に関する研究，1988.
[11] 服部，山田，森，江崎，原：“人間・ロボット共存系を対象とした心理学実験に基づく危害回避行動特性に関する研究”，電子情報通信学
会技術研究報告，vol.110, no.98, pp.7–10, 2010.
[12] 服部，山田，森，岡本，原：“危害の回避可能性の見積もりを目的とした回避動作特性解明のための心理学実験”，安全工学シンポジウム

森

岡 本 正

1983 年 3 月名古屋大学大学院博士前期課程修了．
同年 4 月豊田工業大学助手勤務．1992 年工学博士（東京工業大学）．1993 年豊田工業大学助教授．同
年 Stanford University 客員研究員．2004 年 4 月
産業技術総合研究所知能システム研究部門安全知能研究グループ長．2008 年 4 月より名古屋大学大学
院工学研究科機械理工学専攻教授．これまで，ロボットのセンサ・通信・知的制御に関する研究，および人間・ロボット共存系の研究に従事．近年は，安全知能が主題．
（日本ロボット学会正会員）

進（Susumu Hara）

岡本正吾（Shogo Okamoto）
2010 年東北大学大学院情報科学研究科博士課程後期 3 年の課程修了．同年より名古屋大学大学院工学研究科機械理工学専攻助教，現在に至る．主としてハプティクスに関する研究に従事．博士（情報科学）．
（日本ロボット学会正会員）

1992 年 3 月慶應義塾大学理工学部卒業． 1996 年
9 月同大学大学院理工学研究科後期博士課程修了．
1995 年 4 月より 2000 年 3 月まで日本学術振興会
特別研究員．1998 年 5 月より 1999 年 2 月までカ
リフォルニア大学バークレー校機械工学科訪問研究員．2000 年 4 月より 2008 年 9 月まで豊田工業大学，同年 10 月より名古屋大学に勤務．現在同大学大学院工学研究科
機械理工学専攻准教授．主に機械構造物の運動と振動の制御，人間機
械系の制御の研究に従事．2004 年度日本機械学会奨励賞（研究），計測自動制御学会中部支部第 38 期中部支部賞・研究賞などを受賞．日本機械学会，計測自動制御学会，電気学会，精密工学会，IEEE の会員．博士（工学）．
（日本ロボット学会正会員）

JRSJ Vol. 30 No. 6—94—

July, 2012