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日本バーチャルリアリティ学会誌第 14 巻 1 号 2009 年 3 月

特集

アンドロイドやエージェントに感じる人の存在感

特集 ■アンドロイドやエージェントに感じる人の存在感

ロボットによる認知発達研究−アンドロイドはヒトなのかモノなのか−

開一夫

HIRAKI KAZUO

東京大学

板倉昭二

京都大学

ITAKURA SHOJI

1．はじめに「他者認知システム」と「自己表出システム」という二近年の発達研究では，「意図の理解」「目的の帰属」，，「心つのシステムは，人工物，あるいは，情報処理システムの理論」など他者理解の認知機能に関する研究が盛んににおける入力系と出力系に対応させて考えることができ行われている．
「人間が人間をどう理解するのか」のメ

る．他者認知システム ( あるいはヒト認知システム ) にカニズムと発達的変遷について明らかにすることを目的

関しては，これまで，多くの研究者が様々な視点から実とした研究である．こうした流れは発達研究に限定され現を試みてきた．例えば，自然言語処理システムや談話ない．脳機能イメージングを主な研究手法とする認知神

理解システムにおいては，表層レベルに現れる言語情報

経科学では，意図や目的理解・心の理論に関与する脳内から発話意図をどう理解するかが最も大きな課題とされ部位を見つけ出すことに精力が注がれている．比較認知てきた．また，コンピュータビジョンにおいては，人間

科学・進化心理学でも，「大脳新皮質の相対重量は社会の動作を認識するための研究が多数存在する．さらに，

集団サイズに相関する」という興味深い知見が提出され，ヒューマン・マシンインタフェースの分野でも，ユーザ

ヒトと他の霊長類を分け隔てるものは，他者を理解し複の目的を先回りして推測し，その結果に応じたサービス

雑な社会を構成する能力であるという「社会脳仮説」にを提供することが重要である．

発展している．他者理解の認知機能に関する研究は多く

一方，自己表出システムに関しては，他者認知システの研究領域を巻き込んで認知科学の大きな潮流を形成しムと比較すると，それほど多くの研究が行われているとつつある＊．

は言えない．しかしながら，近年のヒューマノイドロボッ

一方，工学系研究領域 ( 特にロボティクス ) では，人トやアンドロイドロボットの出現 [2] は，人間と類似し間とコミュニケーション可能な知的人工物あるいは情報た形状や動作など出力系が重視され始めていることを物処理システムを実現することが大きな目標の一つとなっ語っている．

ている．こうした目標を達成する上での人工物設計指針

さて，ここまで，認知科学と工学という 2 領域の研究としては，以下の二つのシステムについて考慮する必要

背景について述べてきた．これらは一見すると立場も方がある．

法も全く異なるように見える．しかし，実は，それぞれ・相手 ( 人間 ) の意図や目的を認知・理解するためのが抱えている研究課題が多くの点で共通していることに気づく．認知科学における他者認知の問題は，工学者が他者認知システム・人工物そのものがコミュニケーションの相手として適

夢見るコミュニカブルな人工物における入力処理系 ( 他

切であると人間に認知されるための自己表出システム

者認知システム ) の設計基盤 (building-blocks) に通じる．
また，乳幼児や成人が人間とそうでない物とをどう区別・＊

認知科学におけるこうした動向の詳細については [1] を参認知しているかは，人工物の出力系 ( 自己表出システム )照されたい．

を設計する上で多くの示唆を与えてくれる．

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特集

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以下では，認知科学と工学の両領域の研究背景を踏ま人間的外見を持たないエージェントが人間的な外見を持えて，著者らが ATR 知能ロボティクス研究所と共同でつエージェントと「全く」同等な対象と捉えられるのか，行っている研究を紹介しながら，ロボットが認知科学的という疑問は残る．

研究にどう貢献するのかについて俯瞰する．さらに，認次に，外見とは独立した幾つかの behavioral-cues が生得

知科学・工学の現状を踏まえて，今後，両領域が相互に的に備わっており，それが乳児の目的・意図認知を駆動発展していく上で解決すべき課題についても展望する．

するという「動き説」について考察しよう．Premack やGergely など，「動き説」を主張する研究者がこれまで行っ

2．乳幼児はヒューマノイドロボットをどう捉えるか？

てきた実験は，乳児の視覚的能力に依存した方法を用い

2.1

発達研究における論争：「見た目」か「動きか」ており，新生児や低月齢の乳児を直接調査している訳で

認知発達研究では，他者理解に関する認知機能に関連はない [6][9]．乳児を取り巻く環境を考えると，目的や意

して，大きな論争が巻き起こっている．論争のポイント

図を持って行動しているエージェントは人間であること

は，目的や意図など目に見えない心的機能を付与する対がほとんどであり，経験によって人間行動が抽象化され象の範囲・条件に関するものである．

た形式で獲得されたと考えることもできる．自己推進性

まず，論争を巡る二つの立場について述べることにしや合理的運動・随伴性といった behavioral-cues は，全てのよう＊．第一の立場は，目的や意図など心的機能を付与

養育者が日常的に示す行動に含まれている．たとえ数ヶする対象の条件として，「見た目」
を重視する立場である．

月の短い期間であっても，刺激としての人間行動から多この主張点は，
乳児は人間に特徴的な「外見」(agency-cue)

くのことが学習可能なはずである．

を有した動作主 ( エージェント ) に対してのみ目的や意ここで議論したように，「見た目説」と「動き説」は，図を付与するというものである．この立場に立つ研究者

それぞれの主張を少なからず修正すべきである．特に検は，人間 ( 養育者など ) が行う行動の観察経験や乳児自討すべき重要な点としては：身が行える行動レパートリーを重視している [4][5]．

・行為の観察経験がその後の意図理解にどのように影もう一方の立場は，エージェントのある種の「動き響するのか？
・agency-cue と behavioral-cues とがどのように相互作方」(behavioral-cues) を重視するものである．乳児は，人間的な外見をしているかどうかとは無関係に，ある特用して目的・意図認知を起動しているのか？

徴的な「動き方」に駆動されて，エージェントに対してという点である．

意図や目的を帰属するという立場である．
「動き方」の

これらの点にどうアプローチするのがよいだろうか？

特徴にはバリエーションがあり，個々の研究者間でどの我々は，ヒューマノイドやアンドロイドロボットを用いキューが重要であるかは異なるものの「動作主の外見的た研究こそが活路を開いてくれると考える．その理由の特徴が乳児の目的・意図の理解とは独立している」と主一つとして，殆どの乳児にとってヒューマノイドロボッ

張している点で意見が一致している [6-8]．また，この説

トは新奇な人工物であり，かつ，人工物ではあるが，振を支持する研究者は，他者理解の原初的能力は生得的にる舞いや外見の点で人間と類似している点が挙げられ保有されていると主張する点でも共通している．

る．これらの特徴は，これまで述べてきた，乳児におけさて「見た目説」と「動き説」の論争の接地点は存在る行為の意図・目的認知研究に大きく貢献する．まず，するのであろうか？ここでは，両者の主張点を整理しつ乳児にとって新奇なロボット ( の行動 ) を刺激とするこつ，矛盾しているように見える個々の研究結果の再解釈とで，経験の効果を統制することができる．前述した
「行

を試みる．

為の観察経験がその後の意図理解にどのように影響する

まず，乳児が，目的・意図を付与するエージェントとのか」という点について新奇な対象を用いて検討するこして「人間しか認めない」とする極端な「見た目説」は，「動とができる．

き説」を支持する数々の実験結果を考えると修正する

また，「見た目」の点で人間と類似している ( が全く必要があるであろう．この点は我々が日常的に目にする

同じではない ) ヒューマノイドロボットの行動を刺激とアニメーションの ( 人間的でない ) キャラクターに「心」することで，「見た目」の効果の範囲を検討できる．前を見いだすことを考えれば自然な要求である．しかし，述した，「人間的外見を持たないエージェントが人間的な外見を持つエージェントと同等に捉えられるのか」と＊いう疑問や，「agency-cue と behavioral-cues とがどのよより詳細な議論は，[3] を参照されたい．

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うに相互作用して目的・意図認知を起動しているのか」

験の影響を調べるため，実験群の乳児にはロボットとといった点は，新奇な人工物であるヒューマノイドロ

人間の相互作用の仕方を変化させた約 1 分のビデオク

ボットを用いることでアプローチできる．

リップが呈示された (familiarization フェーズ )．その後，次節以降では，我々が ATR 知能ロボティクス研究所とLegerstee らの実験 [10] と同様に，乳児が人工物 ( ロボッ

共同で行っているロボビーと呼ばれるヒューマノイドロト ) を「話し相手」として捉えているかどうかを，注

ボットを用いた二つの認知発達研究について紹介する．

視時間を測定することで確かめた ( テストフェーズ )．
実験群の被験児は二つのグループに分けられ，一つの2.2

グループには familiarization フェーズでインタラクティ

研究 1：ロボットはコミュニケーションの相手にな

ブなロボット ( ヒトと相互作用するロボット ) の映像がり得るか？
著者らは人間ではない新奇なエージェント ( ヒューマ

呈示され (interactive 群 )，もう一つのグループにはインノイドロボット ) が行う行為の観察経験が，その後の乳タラクティブでないロボットの映像が呈示された (non-

児の行為理解にどのように影響するのかを明らかにする

interactive 群 )．control 群には，familiarization なしで直接ことを目的とした実験を行った．実験は，乳児が「人工テストフェーズの刺激が呈示された．
テストフェーズでは，実験群と control 群全ての乳児に：物に話しかける不自然さ」を理解していることを示した
Legerstee ら [10] の実験パラダイムを改変して行われた．

1．人間がロボットに話しかけている場面

Legerstee らの実験では，6 ヶ月児に，行為者 ( 人間 ) が遮

2．人間が人間に話しかけている場面

断物 ( カーテン ) に隠された何かに話しかける行動を呈の 2 種類の映像刺激が交互に呈示され，それぞれに対す示し，その後遮断物が取り除かれ，人間が現れる場合とる注視時間が計測された．

人工物 ( ほうき ) が現れる場合の注視時間を比較した．乳

図 2 は，実験結果の一部をグラフで示したものである．

児は人工物が現れた場合を人間が現れた場合より長く注

こ の グ ラ フ は interactive 群，non-interactive 群，control

視した．別のグループの乳児 (6 ヶ月児 ) には，話しかけ群の乳児それぞれの，テストフェーズにおける平均注視

るという行為ではなく，手を伸ばして掃く動作が呈示さ時間を示している．図で濃い色のバーはロボットに話しれ，その後，同じく人間かほうきが現れる場面が呈示さかけている場面，薄い色のバーは人間に話しかけている

れた．このグループの乳児は，人間が現れた方を長く注場面への平均注視時間である．

視した．この結果は，6 ヶ月児が，人間と人工物を区別し40

対象を適切に理解していることを示唆している．

35

Mean Looking Time（sec）ており，行為の違いによってその行為が向けられるべき
我々の実験では，乳児がヒューマノイドロボットをコミュニケーションの対象として認識するかどうかが調べられた [11]．実験刺激としては，ATR で開発されたロ
ボビーと人間との相互作用場面の実写映像が用いられた( 図 1)．ロボビーは乳児にとって新奇な人工物である．

30
25

robovie
person

20
15
10
5
0

この実験のポイントは，「エージェントの行為の観察interactive

経験」の影響をコントロールしたことにある．観察経
図2

non-interactive
Conditions

control[11] の実験結果（抜粋 )このグラフから分かるように，インタラクティブなロ
ボットがあらかじめ呈示された乳児に関しては，話し相
手が人間の場合もロボットの場合も注視時間に差がない
ことが示された．また，インタラクティブでないロボッ
トの行動を観察した乳児に関しては，話し相手がロボッ
トの場合への注視時間が人間の場合と比較して長いことが示された．
図1

この実験で用いられた期待背反法のロジックに従う[11] で用いられたロボビーと人間の映像

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10 ヶ月児が，と，この実験結果は，
インタラクティブで「な同じ動作をしても，18 ヶ月児はその行為を完遂しない．

い」ロボットに対して話しかけることは「不自然」であ

この結果をもって Meltzoff は，18 ヶ月児は，人にしかると捉え，インタラクティブなロボットに対して話しか

意図の付与はしないのだと結論づけた ＊．しかし，こけることは「自然」であると捉えていることを示唆しての実験で用いられたメカニカルピンサーは，機械の腕いる．つまり，familiarization で呈示された人間とロボッのようなもので，当然ながら「機械的に」動くだけでトとの相互作用の仕方が，乳児のロボットに対する捉えある．ヒューマノイドロボットのように顔や目や腕や方に影響を与えたことになる．

胴体があり，自律的に動くものに対して子どもはどの乳児にとってヒューマノイドロボットは，「外見」にような反応を示すのだろうか．

関しても「動作」に関しても新奇な対象のはずである．

そこで筆者らは，ロボビーを用いて同様の実験を企てた [13]．対象は 2 歳〜 3 歳児であった．

少なくともコミュニケーションの「相手」としての判断には，人間の動作や呼びかけに随伴して反応する行動がロボビーを用いて行われた実験は，基本的には先述の重要であり，その効果は僅か ( 約 1 分 ) な観察経験で十図４a.
(a) Scenes from the Video of the Unsuccessful Demonstration + Eye Contact Condition

分であることが示唆されたわけである．
2.3

研究 2：ロボットの行動から意図をくみ取れるか？

冒頭に述べた通り，人間との柔軟な相互作用を指向した人工物の設計においては，自己表出システムについて

Robovie faces

Robovie looks at

Confederate hands

Robovie takes theforward.

Confederate.

Robovie the dumbbell

dumbbell.

while Robovie looks at
Confederate.

十分に考慮する必要がある．
ロボットに限局するならば，ロボットがとる行動の「意図」を人間に理解してもらうことが非常に重要である．ここで，Meltzoff [12] が行った興味深い実験を紹介することにしよう．Meltzoff は，Robovie pulls thedumbbell.

行為再現課題 (Reenactment of goal paradigm) という巧妙な方法を用いて，18 ヶ月児が，モデルの意図を読み取って模倣を行うこと，また，人のモデルでなければ，そのRobovie fails to

Final scene of theseparate thedumbbell and looks
at Confederate.

video. Robovie faces
forward.

図４b.
(b) Scenes from the Video of the Unsuccessful Demonstration +No Eye Contact Condition

ような模倣は見られないことを報告した．図 3 の上段を参照してほしい．

図3

Robovie faces

Robovie faces

Confederate hands

Robovie takes theforward.

forward.

Robovie the dumbbell.

dumbbell.

Robovie pulls thedumbbell.

Robovie fails to

Final scene of theseparate thedumbbell.

video. Robovie faces
forward.

Meltzoff [12] の実験刺激の例

図4

大人のモデルがダンベルのようなおもちゃを二つに

ロボビーの実験刺激の例

分解しようとしているが，失敗してしまう ( 時間経過は左から右 )．18 ヶ月児は，最終的なダンベルの状態，こMeltzoff のパラダイムと同じであった ( 図 4 参照 )．ダンの場合は，ダンベルが二つに分かれることであるが，ベルなどに対するロボットの行為をすべてビデオに記録

その状態を見なくても，モデルがダンベルをはずそう

し，それを実験刺激として用いた．このビデオ刺激を呈とする意図を読み取って，最後まで「ふたつに分ける」という行為を遂行する．しかしながら，下段に示され＊ているように，メカニカルピンサーと呼ばれる機械がこの点で Meltzoff は「見た目」重視の立場をとっていると考
えられる．

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アンドロイドやエージェントに感じる人の存在感示し，被験児がモデルであるロボット行為を，ビデオを為を完遂した．ところが，失敗デモンストレーションで見た後に完遂するかどうかを調べたわけである．

は，興味深い違いが現れた．被験児は，ロボットの視線

被験児に呈示したビデオは，それぞれ次のような行動がパートナーや物体に向かっているときは，ロボットがの連鎖からなる 4 種類であった．1）
成功デモンストレー

試みて失敗した行為を完遂したが，ロボットがまっすぐ

ション＋視線あり条件：ロボットがとなりにいるパーに前を見たままのときには，完遂しなかったのである．

トナー ( ヒト ) の顔を見る−物体を受け取る−行為を完つまり，被験児は，ロボビーの視線からロボビーがコ遂する−再びパートナーの顔を見る，2）成功デモンスト

ミュニケーション可能であることを顕著に認めたとき，

レーション＋視線なし条件：ロボットはまっすぐ前を向Meltzoff の解釈でいう，意図を読み取ったのである．正いたまま物体を受け取り，行為を完遂する，3）失敗デモ

確に言うと，意図を付与したのであろう．そして，モデンストレーション＋視線あり条件：ロボットがとなりにルであるロボットが失敗したが意図していた ( と思われいるパートナー ( ヒト ) の顔を見る−物体を受け取る−る ) 行為を，自分で完遂した．ここで大事なことは，ロ

行為を完遂しようとするが失敗する−再びパートナーのボットの動きのなかに，意図が読み取られるような分か

4）
顔を見る，
失敗デモンストレーション＋視線なし条件：

りやすい要素が含まれていた，ということである．このロボットはまっすぐ前を向いたまま物体を受け取り，行要素が含まれていれば，2 〜 3 歳児は，ヒト以外のエー為を完遂しようとするが失敗する．ロボビーがやろうとジェントにも意図を見出し得るのだ．もちろん，モデル

している行為には，ダンベルのようなおもちゃを二つにがヒトであったときとの違いは無視できない．ヒトがモ分けるもの，ビーズのネックレスをマグカップに入れるデルとなった Meltzoff の実験では，モデルがまっすぐ前もの，
髪留めの輪を棒にかけるもの，という 3 種類があっを見たまま，ターゲットとなる行為の失敗を示した場合

た ( 図 5 参照 )．上記のようにロボビーが，ターゲットとも，被験児はちゃんとその行為を完遂していた．しかしなる行為に成功する，あるいは失敗するビデオを見せるながら，ロボットがモデルになると，モデルがパートナー

条件のほかに，ビデオを見せない統制条件も，設定してに視線を送らない場合は，行為の完遂はあまり見られな

おいた．統制条件では，ビデオ刺激を呈示することなし

かった．実際に，ロボットがターゲットの行為に取り組に，単に物を被験児に渡し，ターゲットとなる行為が自む様子を見ていると，視線を交わさないロボットだけが発的に出現する頻度を記録した．

無表情であるかのように見えた．
3．まとめと今後の展望
本稿では，認知発達研究にヒューマノイドロボットを用いた研究を紹介し，ロボット研究が認知科学の発展に貢献できることを示した．ここで紹介した研究以外にも，
我々は「心の理論」に関する実験 [14] や目的理解に関

Peg & Elastic Bandする研究 [15] を行っており既に興味深い結果が得られDumbbell

図5

Cup & Beadsている．
さて，冒頭で述べた人間と円滑に相互作用できる人
工物を設計するにあたって我々の研究はどのような貢ターゲット刺激として使用した物

献ができるのであろうか？これまでの，発達研究を総実験の結果は，
以下の通りである．
まず，統制条件では，

括すると，ターゲットとなる行為はほとんど見られなかった．ただ・必ずしも人間とそっくりな「見た目」がなくても，対象物を渡しただけでは，子どもたちは，ダンベルを二基本的には意図・目的を有したエージェントである

つに分けたり，ビーズをカップに入れたりはしなかったと捉えられることということである．では，モデルの行為を見た後で物を・しかし，「ある程度」の人間的外見は，意図・目的渡された，テスト条件ではどうだろうか．成功デモンスを表出する上で「動き」との相乗効果が期待できるトレーション条件では，ロボットがパートナーや物体にこと

視線を向けていようが，まっすぐに前を向いたままであなどが明らかになっている．知的人工物における自己表

ろうが，被験児はいずれの条件でもロボットの見せた行出システムは，これらの点を考慮した設計をする必要が

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17York, 2002)

ある．特に，「動き」と「見た目」のバランスをどう保[10] Legerstee, M., Barna, J. & DiAdamo, C.: Precursors to

つかが重要である．
また，他者認知システムに関しては，

the development of intention at 6 months: Understanding

・「動き説」が提案しているような複数の behavioral-

people and their actions. Developmental Psychology 36(5),cues の検出機構

pp.627-634 (2000)[11] Arita, A., Hiraki, K., Kanda, T. & Ishiguro, H.: Can we・behavioral-cues を用いた意図・目的の学習機構

talk to robots?, Ten-month-old infants expected interactive

に関する研究を行っていく必要がある．

humanoid robots to be talked to by persons. Cognition

最後に，近年登場したアンドロイドに関しては，更なる認知科学的研究が必要であろう [2]．外見的には人間と95(3), pp.B49-B57 (2005)

ほとんど見分けがつかない「人工物」に対して系統だっ[12] Meltzoff, A. N.: Understanding the intentions of others:

た研究はこれまでほとんど行われていない．agency-cue

Re-enactment of intended acts by 18-month-old children.

だけが突出した場合，乳児・成人の他者認知システムにDevelopmental Psychology 31, pp.838-850 (1995)

対してどのような影響が生じるのかは非常に興味深い．

[13] Itakura, S., Ishida, H., Kanda, T., Shimada, Y., Ishiguro,

いわゆる「不気味の谷」と呼ばれる現象は，agency-cue

H., & Lee, K. (2008). How to build an intentional android:と behavioral-cues がアンバランスな状況で生じるものと

Infants' imitation of a robot's goal-directed actions. Infancy,

考えられる．以上，まとめると工学系研究者・認知科学

13, pp.519-532[14] Itakura, S. Okanda, M., & Moriguchi, Y. (2008).

者が単独で研究を行っていくには根深い課題が多数存在する．今後，ロボティクスと認知科学は手を取り合ってDiscovering mind: Development of mentalizing in human研究を進めていく必要がある．

children. In S. Itakura & K. Fujita (Eds.), Origins of social
mind: Evolutionary and developmental views. Springer.
[15] Kamewari, K., Kato, M., Kanda, T., Ishiguro, H. &参考文献
[1] 開一夫，長谷川寿一 ( 編 )：ソーシャルブレインズ，

Hiraki, K: Six-and-a-half-month-old children positively

東京大学出版 (2009)attribute goals to human action and to humanoid-robot[2] 石黒浩：アンドロイドサイエンス，システム／制御

motion. Cognitive Development 20, pp.303-320 (2005)／情報 49(2), pp.47-52 (2005)[3] 開一夫，旦直子，有田亜希子：「乳児の人工物認知と【略歴】

人認知」ベビーサイエンス，Vol.6, pp.32-4 (2007)

開一夫（HIRAKI Kazuo）[4] Woodward, A. L.: Infants selectively encode the goal

1993 年，慶應義塾大学大学院理工学研究科計算機科学

object of an actor’s reach. Cognition 69, pp.1-34 (1998)

専攻修了．博士 ( 工学 )．同年，( 旧 ) 通産省電子技術総合[5] Guajardo, J. J. & Woodward, A. L.: Is agency skin deep?:

研究所入所．2000 年，東京大学大学院総合文化研究科

Surface attributes influence infants’ sensitivity to goal-

助教授，2006 年より，東京大学大学院情報学環准教授（流directed action. Infancy 6(3), pp.361-384 (2004)(共動）．現在に至る．主な著書に『ソーシャルブレインズ』[6] Gergely, G. & Csibra, G.: Teleological reasoning in

編，東大出版 )，『日曜ピアジェ赤ちゃん学のすすめ』( 岩infancy: The naive theory of rational action. Trends in

波書店 )，『イメージと認知』( 共著，岩波書店 )，『情報のCognitive Science 7, p.287 (2003)

表現と論理』( 共著，岩波書店 )．

[7] Csibra, G., Gergely, G., Bíró, S., Koós, O. & Brockbank,M.: Goal attribution without agency cues: The perception

板倉昭二（ITAKURA Shoji）

of 'pure reason' in infancy. Cognition 72, pp.237-267 (1999)

京 都 大 学 大 学 院 文 学 研 究 科 准 教 授． 専 門 は，比較認[8] Johnson, S., Slaughter, V. & Carey, S.: Whose gaze

知発達科学，ディヴェロプメンタル・サイバネティク

will infants follow?: The elicitation of gaze-following inス．著書に，「自己の起源」( 金子書房，1999 年 )，「私は12-month-olds. Developmental Science 1(2), pp.233-238

いつ生まれるか」( ちくま新書，2006 年 )，「心を発見す(1998)

る心の発達」( 京都大学学術出版会，2007 年 )，Diversity[9] Premack, D. & Premack, A. J.: Original Intelligence:of cognition (Kyoto University Press, 2007)，Origins of the

Unlocking the mystery of who we are (McGraw-Hill, New

social mind (Springer, 2008) 他．

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