日常空間における人間行動の観察技術とシミュレーション技術
西田佳史 ∗a ∗b 堀俊夫 ∗a∗b 本村陽一 ∗a∗b 金出武雄 ∗a∗b∗c{y.nishida|t.hori|y.motomura|t.kanade}@aist.go.jp
http://www.dh.aist.go.jp/

1.

はじめに

本稿では，試作した検証システムについて報告する．
計算機上で構築された仮想的な日常空間内で行動す

人はいかなる対象物も存在しない空間では，行動できることができる仮想人間（デジタルヒューマン）技術

ない．人の行動は，目的を達成するために，環境に置が求められている分野に，住宅内で生じる乳幼児の事

かれた様々な対象物の機能，また，他の人の機能（能故をシミュレーションする技術がある．このような技力）を利用する活動であるからである．情報処理能力

術があれば，乳幼児の事故を科学的に解明するためのを備えた環境が，人の行動を観察することができるよ

道具として用いることや，事故が起こりにくい安全な

うになれば，その時の人の状態に合わせて支援する新環境の設計を支援するなどが可能になると考えられる．

しい機能を提供することが可能となる．本研究グルー

こうした観点から，本研究グループでは，乳幼児の行

プでは，人ができないことをさせてくれたり，不得意

動に焦点をあて，乳幼児の周辺に置かれた対象物デーなことを簡単にできるようにさせてくれたり，逆に，

タ，過去の事故事例データ，行動計測データ，発達行

やってはいけない行動を起こしにくくしてくれる環境

動学の知見といった情報を利用することで，住宅内で(Enabling Environment) の構築法に関して研究を進めている．

行われる乳幼児の行動を仮想空間内でシュミレーショ

このような環境を構築するためには，その基本要素研究を進めている乳幼児行動シミュレータについて報として，行動観察システムが必要である．こうした行

ンするシステムの開発を行っている．本稿では，現在，告する．

動観察システムを用いる場所は，実際に行動が生じる現場であるので，観察システムを現場で手早く構築する手法が重要となる．本稿では，対象物と人とのイン

2.

行動観察システムの手早い構築法

タラクションの観察システムの構築法として，人間の人間行動観察システムを構築するには，観察すべき対行動が生じる現場で行動観察システムを「手早く」構象をセンサを用いて計測する行動計測システムと，計築する手法とその応用例を述べる．

測データから必要な情報を収集するための行動解釈シ

人が生活している空間に行動観察システムを持ち込

ステムが必要となる．行動計測システムに求められる

んで長期に渡って人の行動を観察しようとした場合，機能としては，実際に行動が生じる現場で手早く実現

プライバシー侵害の問題が顕著となる．本稿では，こするためのキャリブレーション手法や，人の行動を阻れまで本研究グループで開発してきた超音波を用いた

害せず，人の行動や環境のノイズに頑健な計測手法が人間行動観察システムを発展させたシステムとして，あげられる．さらに，行動計測システムを現実的な価

プライバシー侵害に対応した人間行動観察システムに格で実現できることも重要である．また，行動解釈シついて述べる．開発中のシステムは，天井埋め込み型

ステムに求められる機能としては，観察対象としたいの超音波レーダを用いて，人間の頭部の位置計測を行行動から必要な情報を取り出す処理系を現場で手早くう低プライバシー侵害性のシステムである．詳細な画実現する手法，頑健に情報解釈するための手法，オン

像情報を得ることは困難であるが，人の頭部の３次元ライン処理を可能とする効率的な情報解釈のための手位置を計測することが可能であるという特徴を持つ．

法があげられる．本研究で扱う課題と解決法を表 1 に*a : 独立行政法人産業技術総合研究所 デジタルヒューマン研究センター*b : CREST, 独立行政法人科学技術振興機構*c : Carnegie Mellon University

整理した．
本稿では，第 3 章で，行動計測システムについて述べる．これまでに開発してきた小型の行動計測センサ

（超音波 3 次元タグ）を述べ，超音波 3 次元タグを用いて対象物をセンサ化し，センサ化された対象物を用いฃାࡕࠫࡘ࡯࡞

て，頑健に行動計測を行う手法について述べる．さらに，様々な環境で超音波 3 次元タグシステムを手早くセットアップするためのキャリブレーション手法について述べる．行動解釈システムに関しては，第 4 章で述べる．ステレオヴィジョンと超音波 3 次元タグを統ࠠࡖ࡝ࡉ࡟࡯࡚ࠪࡦⵝ⟎合したシステムを用いて，行動が生じる現場（実世界）をできるだけ単純に記述し，仮想化する手法を述べ，仮想化された対象物のモデルを用いて，解釈対象としたい対象物操作行動を手早く登録する手法を述べる．
技術

解決すべき問題点

本研究による解決

行

システム構築の手間

キャリブレーション法

動

脆弱性

３次元タグの応用

計

ロバスト推定法の応用

測

高価

安価な３次元タグの開発

行

システム構築の手間

対話的なシステム構築法

動脆弱性

操作対象物による解釈

解
釈

単純化モデルの応用
大きな計算コスト

実世界の単純化

図 1: ポータブルな超音波 3 次元タグ

表 1: 課題と解決法

50/n[Hz] 低下する．本研究では，この問題を軽減する
アルゴリズムも開発している [3, 4]．対象物相互の距

3.

実世界のセンサ化：行動計測システムの手早い構築法離が数メートルもの大きな場合には，50Hz を維持することが可能であり，それ以下の場合であっても，4個程度の対象物を同時に 50Hz で計測することが可能

3.1.

ポータブルな超音波 3 次元タグである．表 2 に仕様を整理した．

本研究グループでは，手早いセットアップが可能で，精度

対象物の位置や人の位置の頑健な計測が可能なシステ

サンプリング周波数

ムとして超音波式 3 次元タグシステムを開発している．

追跡可能なタグの数

図 1 にポータブルな超音波 3 次元タグのプロトタイプ

増設可能なセンサの数

128
4096

を示す．

計測可能な範囲

センサとタグの距離が 7m 以下

コスト（試作費用）

センサ

超音波式 3 次元タグシステムは，対象物や人に取20〜80mm50[Hz]￥4,000, タグ ￥20,000

り付けられた超音波タグ（超音波発信モジュール）に
表 2: 超音波３次元タグの仕様・価格

よって発せられた超音波を，天井や壁に設置された超音波受信モジュールで受信し，到達時間から距離を算
出し，３次元位置を計測するシステムである．市販されているモーションキャプチャと比較すると低コスト

3.2.

手早いキャリブレーションを可能とする手法であり，現実的なコストで，センサの数を増やすこと

超音波 3 次元タグシステムの受信器を天井や壁に適が可能である．そのため，広範囲の空間の計測や，オ

当な位置に配置し，3 次元位置計測をするためには，

クルージョンの影響を軽減するためのロバストな計測

受信器の位置が既知である必要がある．本稿でのキャが可能となる [1, 2]．図 2 に，研究室に構築した検証

リブレーションとは，受信器の 3 次元位置を求めるこシステムと，それを用いた対象物の軌跡の計測例を示とを示している．受信器の位置から，超音波タグ（発す．サンプリング周波数は，約 50[Hz] であるが，追信器）の位置を求める手法を用いれば，逆に位置が既跡すべきタグを時分割で選択しているために，対象物知である複数のタグをもとにして，受信機の位置を求の個数 (n 個) の増加に伴ってサンプリング周波数は，

めることが可能である．そこで課題となるのは，広範⿥ዊဳ࠲ࠗࡊ
(12x12x20mm)

ዊဳ࠲ࠗࡊ(28x20x17mm)

㐳ᤨ㑆࠲ࠗࡊ
(65x44x20mm)
2000
1500
1000

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500
0
-500
1500

0
1000
500

500
0

1000

2000
1500
1000

-500

500
0

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2500

0
2000
500

1500
1000

1000

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500
1500

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1

2000
1000

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0
-500

2500
2000

0

1500
500

1000
500

1000

0
1500

cell phone
trash

cup

chair

ోߡߩฃାེߩ૏⟎ࠍ⸘▚

-500

2000
1500
1000
500
0
-500
0
500
1000
1500
2000
2500

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

図 3: 局所キャリブレーションに基づく広範囲キャリ
documents

ブレーション

stapler

図 2: 超音波３次元タグシステムが設置された検証空ᱜߒ޿૏⟎᳞߼ߚฃାེߩ૏⟎ࠠࡖ࡝ࡉ࡟࡯࡚ࠪࡦⵝ⟎ߩ૏⟎୘ߩฃାེ

間 (左) と人が操作した対象物の追跡例（右）囲に配置された受信器を，それよりも小さなサイズのキャリブレーション装置でキャリブレーションを行うことである．本研究では，図 3 に示すように，3 個以上の発信器が取り付けられたキャリブレーション装置
を適当に動かしながらキャリブレーションを行う手法を開発した [5]．図 4 に，5x1[m] の板に取り付けられた受信器を，4 個の発信器が取り付けられたキャリブ
レーション装置 (500x500x500mm) を用いてキャリブ
レーションした結果の例を示す．

4.

実世界の仮想化：行動解釈システムの手
早い構築法

4.1.

概要

2000

[mm] 1500
1000
500

z
x

0

4000

y

3500
3000

0

2500
2000
1500

1000

[mm]

ࡢ࡯࡞࠼ᐳᮡ♽

[mm]

1000
500

2000

0
-500

図 4: キャリブレーションの結果の例 (80 個の受信器)と，対象物の物理的構造や，対象物内または対象物同士の接触などの物理現象にだけ注目することで，単純行動計測システムによって得られる情報は，対象物の化させ記述することが可能である．対象物を操作する

位置，実際には，対象物に取り付けられた 3 次元タグ

行動を検出するのに，これらの単純仮想化された情報の位置のみであり，この位置情報を利用して，人が対を用いて処理することで，不要な情報処理を省くこと

象物のどんな機能を利用したのかを検出するための処ができ，効率的な行動検出が可能となる．

理が必要となる．環境中に存在する様々な対象物の機

本稿では，対象としたい行動を，それが生じる現場

能は，特に剛体やリンク構造を持った剛体に着目する

で，対話的に手早く登録する手法 [6, 7] を述べる．本稿で述べる手法は，①物理構造のモデル化手法, ②物ࠬ࠹࡟ࠝࠞࡔ࡜ߩ↹௝

理現象のモデル化手法, ③物理現象モデルの出力と行動イベントの対応付け手法から構成される．①は，幾何データは，あらかじめ用意されていないので，その場で，行動検出に必要な構造から構成される幾何モデ
ルを手早く実現するためのものである．②は，①で作․ᓽ⊛ߥኻᔕὐࠍࡑ࠙ࠬߢᜰ␜

成された構造のモデルを用いて，行動に関連した物理現象を手早くモデル化するためのものであり，③は，検出された物理現象と行動を対応づけるためのもので
ある．

4.2.

物理構造のモデル化手法
図 6: ウルトラヴィジョンを用いた物理構造モデリン

ステレオヴィジョンを用いて，対象物の特徴点をマウ

グの様子

スで対話的に指定することにより，フォトモデル機能を使って，線形・多角形・円形といった簡易な３次元とは，計算機上で，対象物をセンサとして振舞える属

形状にモデル化する．また，対象物に取り付けられた性を与えるためのものである．現在，用意している仮

超音波式３次元タグの個数や ID 情報もモデルと結び想センサの種類は，回転を検出する「Angle Sensor」，

付けて登録している. ステレオヴィジョン（ウルトラ

接触という事象を起こさせる「Bar Effector」，接触とヴィジョン）にも超音波式３次元タグが取り付けられいう事象を検出する「Touch Sensor」である．図 7 に，ており，三脚に取り付けられたステレオヴィジョンを作成された対象物の構造モデルと，それらに仮想セン

動かしながら，単純化された幾何形状モデルを作成す

サが取り付けられた様子を示す．この手続きによって，ることが可能である． 図 5 に 3 次元タグが取り付け対象としたい行動に伴って生じる物理現象を接触，非られたステレオヴィジョンと，実際に作成した形状モ

接触，回転といった情報を取り出す機能を，複雑なプデルの例を示す．図 6 に対象物の特徴的な対応点をマ

ログラミングをせずに手早く対話的に実現することがウスで指示しフォトモデル機能によって対象物の物理できる．

構造を単純化させている様子を示す．
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ታ਎⇇ߩኻ⽎‛઒ᗐធ⸅࠮ࡦࠨ

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ធ⸅ߔࠆߣ㕍⦡߆ࠄ⿒⦡ߦᄌൻ

TV

Chair

図 7: 仮想センサを用いた物理現象モデリング

Chair

4.4.
図 5: ウルトラヴィジョンと作成された物理構造モデ
ルの例

物理現象モデルの出力と行動イベントの対応付
け

上述した仮想センサを用いた物理現象のモデル化によって，接触・非接触・回転といった情報を取り出す

4.3.

物理現象のモデル化手法

ことが可能になったが，それらが意味する内容は，その対象物が何であるかや，現場でどんな行動を観察し作成された物理構造モデルに，ソフトウェアを用いてたいのか，によって大きく異なる．そこで，本研究で対話的に仮想センサ・効果器を取り付けることで，対は，検出された物理現象と，検出すべき行動の意味内

象物の物理的機能をモデル化する．仮想センサ・効果器

容の対応づけを，ユーザがルックアップテーブルを作成することで行えるようにした．

4.5.

ೋᦼ⁁ᘒ

行動計測・行動解釈システムの統合

図 8 に示すように，前章で述べた，行動が生じる現場で手早く構築可能な行動計測システムと，本章で述べた，行動が生じる現場で手早く構築が可能な行動解ࠦ࠶ࡊࠍᜬߞߚߣ߈

釈システムを統合することで，行動が生じる現場で，観察対象としたい行動を手早く登録することが可能となる．
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図 9: 行動検出の様子ኻ⽎‛䮂䮺䭼

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ታᤨ㑆ⴕേ⹺⼂ᯏ⢻

図 8: 行動計測・行動解釈システムの統合
図 10: Leaning by doing 検証用センサルームの構築

5.

超音波３次元タグの応用

在，東京都品川にある英会話教室と共同研究を実施す
ることにより，部屋型の行動観察システムを構築し，本研究グループでは，人が苦手なことをできるように子供を対象とした語学学習支援の有効性の検証を進めさせてくれる Enabling Environment の具体例として，ている．

本稿で述べた行動観察システムに基づいて，Behavior-

また，様々な環境で人の日常行動を頑健に計測する

to-speech エンジンの開発を行っている．これは，行動システムが手早く構築できるようになれば，これを応観察システムと Text-to-speech エンジンと統合するこ

用することで，人間の日常生活を科学的に考察したり，とで，認識された日常行動内容を実時間で発話させる

モデル化し製品開発や評価のためにシミュレーション機能を実現するシステムであり，具体的には，環境中を行うなどの応用が考えられる．現在，本研究グルーの様々な対象物をセンサ化しておき，それらを動かす

プでは，高齢者・乳幼児の事故原因の解明や，それをと，それにともなって，関連する行動内容が英語で発話防止する環境—危険を予知させてくれたり，防止させされるシステムである．行動による語学学習 (Learningてくれる Enabling Environment— の構築に関して，老by doing) 支援などの新しい応用を想定している．現

人ホームや小児科医師と共同で研究を進めている．

さらに，プライバシーを侵害する危険性が低い（低プ
ライバシー侵害性の），人の位置計測システムとして，天井埋め込み型超音波レーダを用いた頭部位置計測シ
ステムを開発している．開発システムでは，日常空間
では，最も高い位置にある動きのある物体は人の頭部であることが多いという特徴を利用して，天井に埋め込まれた超音波レーダを用いて人の位置を検出する手法をとっている．

⿥㖸ᵄ࠮ࡦࠨ
⿥㖸ᵄ࠮ࡦࠨ

6.2.

天井埋め込み型超音波レーダを用いた頭部位置
計測システム

超音波レーダと頭部の反射の現象を，音響学的理論を構築することで理論的に考察した．図 12 にシミュレーションの様子を示す．頭部の反射の現象をシミュレー
ションすることで，ある使用状況では，天井に埋め込まれた超音波レーダの超音波受信器をどのように配置することが適切かを考察することが可能である．

㖸࿶ಽᏓ
図 11: 老人ホームにおける事故防止支援への応用

6.

低プライバシー侵害性の人の頭部位置計
測システム

6.1.

概要

㗡ㇱߩඨ⃿ㄭૃࡕ࠺࡞

人が生活している空間にセンサを持ち込んで計測をしようとした場合，プライバシーの問題を扱う必要が出てくる．特に，長期に渡る計測では，この問題が顕著となる．例えば，人間行動観察のために風呂場やトイレなどにカメラを設置する場合，「データは厳重に管理され，処理をするのはコンピュータなので他人に知られる心配はありません」と言われても，カメラの設置を快く思う人はいない．むしろ不快・不安を覚えるの

図 12: 天井埋め込み型超音波レーダの頭部による反射のシミュレーション

が現代における一般人の感受性であると考えられる．
プライバシーを侵害する危険性がまったくない計測

検証システムとして，7 個の超音波受信器と 1 個のシステムとは，いかなる情報も取得しない計測システ

超音波発信器からなる天井埋め込み型超音波レーダをムである．しかし，それでは全く役に立たない．実際

試作し，提案手法の有効性を検証した．図 13 に試作に役立つ計測システムの一つは，なんらかの個人に関システムを示す．検証実験により， 人の頭部では，頭する情報を収集するからには，プライバシー侵害の危部の髪などの影響で，反射係数が 0.1 以下と低いため，険性を皆無にはできないが，その危険性を極力抑え，超音波発信器のパワーと超音波受信器の感度を適切に不必要に詳細な情報は収集せず，必要な情報のみを収選択する必要があることが判明した．図 14 に検証シ集する計測システムであると考えられる．

ステムにより計測された頭部の位置の結果を示す．天そこで，本研究では，非接触型の計測を行うことで，

井埋め込み型超音波レーダの下で，人の頭部位置を９

人の自由な動きを拘束しない無拘束計測が可能であり，箇所の地点で計測した結果であり，天井から床方向を

TGEGKEGT

7.

発達行動モデルと環境行動誘発モデルに基づく乳幼児行動シミュレータ

7.1.

概要

q
EO

VTCPUOKVVGT

計算機上で仮想的に構築した日常空間内で行動させることができるデジタルヒューマン技術が実際に求めら⸘᷹ὐれている分野に，乳幼児事故防止がある．乳幼児の事故が生じる原因は，第一に，乳幼児の時代は大人と比べて急速に身体の大きさ，認知能力，運動能力が変化するという特異な時期であり，単純な行動の組み合わせとはいえ，大人にとって予測が困難であるからであEO EO

る．実際，赤ちゃんが歩き出す１歳を過ぎると，溺死，交通事故，転倒・転落といった「不慮1 」の事故が死亡原因の一位を占める．第二に，日常生活環境は家庭ごとに違い，またその家庭の中においてもその時々に

図 13: 天井埋め込み型超音波レーダの試作

よって状況が変化するため，どの家庭にも適用できる
一般的な予防策を作成することができないからである．
見た場合の図である．実際の人を対象とした検証実験

予防策があったとしても，保護者が予防策を忘れてしによれば，人の頭部の位置計測誤差は，3∼4cm 程度

まったり，うっかり予防策に反した行動をとってしまであった．今後，実際に老人ホーム等の施設において，

うからである．また，第三に，そもそも乳幼児を常に例えば，ベッド周辺の人の動きが計測可能か，事故に見守ることが困難であるからである．

つながるような行動を検出したり，近い将来に起こり

乳幼児の事故を防止する対策として，過去の事故のそうな行動を推定する手法に関して，研究を進めてい事例などを基にした予防策に関する研究が行われたり，

く予定である．

様々な書籍が出版されたりしているが，事故原因を科
30

15

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0

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-15
-30
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y

30

y

y

学的に解明するための道具や，事故が生じにくい環境
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x

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を構築するための設計支援技術がないために乳幼児にとっては危機的な状態にあると言ってよい．実際，ここ４０年間，乳幼児の事故の傾向には変化が起こって

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x

15

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いない．
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的な判断を伴った複雑な行動や，非常に種類の多い行動を対象としなければならない大人の行動と異なり，乳幼児は限られた知的判断能力と，少ない種類の行動

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x

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0
x

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を対象とし，深く掘り下げていくことで，近い将来，応用上有用なモデルが構築できる可能性がある．

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15

15

15

こうした観点から，そこで本研究グループでは，乳0

幼児の行動に焦点をあて，乳幼児の周辺に置かれた

0

y

0

y

y

-30
-30

y

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y

y

有用な行動モデルの構築という観点からは，高度知
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対象物データ，過去の事故事例データ，行動計測デー
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0
x

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タ，発達行動学の知見といった情報を利用することで，住宅内で行われる乳幼児の行動を仮想空間内でシュミ

図 14: 天井埋め込み型超音波レーダによる頭部位置計

レーションするシステムの開発を行っている．

測の結果
1 : おもいがけないこと．不意．意外．
（広辞苑）

7.2.

発達行動モデルと環境行動誘発モデルに基づく
乳幼児行動シミュレータ⊒㆐ⴕേ࠺࡯࠲ࡌ࡯ࠬ
‫࡮ޓ‬ᐕ㦂
‫ⴕ࡮ޓ‬േ

本研究では，乳幼児の行動シミュレータを構築するたⅣႺ࠺࡯࠲ࡌ࡯ࠬ
‫࡝ࠧ࠹ࠞ࡮ޓ‬㧔GZ₵㑐‫ޔ‬ኢቶ‫ޔ‬ᶎቶ㧕‫&࡮ޓ‬%)࠺࡯࠲‫࡮ޓ‬㧔ᯏ⢻ᕈ⾰㧕น⢻ߥⴕേ㜞ߐߥߤࠍෳᾖߒߡ‫ޔ‬ⴕേࠍ᳿ቯᰴߦߣࠆⴕേኻ⽎‛

めに，乳幼児行動の決定要因を内的要因と外的要因の大きく２つに分類した．この分類は，乳幼児の行動は，乳幼児の年齢・月齢と，乳幼児の周辺にある環境によって決定されるという仮設に基づく．内的要因は，ある੐᡿࠺࡯࠲ࡌ࡯ࠬ
‫࡮ޓ‬႐ᚲ
‫࡮ޓ‬ኻ⽎‛㧔ⅣႺ‛㧕‫੃࡮ޓ‬ᐜఽߩⴕേ
‫࡮ޓ‬੐᡿ߩౝኈ
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年齢や月齢でとり得る行動であり，認知能力や身体能力に関する発達段階から導き出される要因である．外的要因は，乳幼児の周辺に存在する環境や環境中の対ᰴⴕേߩ୥⵬ࠍᬌ⚝‫੃࡮ޓ‬ᐜఽߣኻ⽎‛㧔ⅣႺ‛㧕ߩ〒㔌‫࡮ޓ‬ኻ⽎‛㧔ⅣႺ‛㧕߇૗ߢ޽ࠆ߆
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象物の視覚刺激から導き出される要因である．現在，
以下で述べるように，内的要因のモデルとして，発達行動モデルを作成し，外的要因のモデルとして，環境モデルを作成している．

• 発達行動モデル

図 15: 乳幼児行動シミュレータの概念図੐᡿࠺࡯࠲ࡌ࡯ࠬࠃࠅዉ಴
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発達行動モデルとは，乳幼児が発達する過程で可能となる行動のデータベースである．含まれる情੃ᐜఽࡕ࠺࡞

報は，年齢・月齢と行動である．現在，これまで᦬㦂ࠍၮߦ⊒㆐ⴕേ࠺࡯࠲ࡌ࡯ࠬ
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に明らかにされている発達行動学の知見をもとに੃ᐜఽߩ⒖േ⚻〝電子化を行っている．

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• 環境行動誘発モデル
環境行動誘発モデルとは，環境に置かれた様々な対象物によって誘発される行動のデータベースである．作成中のデータベースは，対象物の幾何モ
デル，対象物の機能（開閉するなど），物理的性
質（熱くなるなど），危険部位，対象物によって誘発される行動の種類の情報からなるデータベースである．現在，100 個程度の物体のデータベースを作成した．

図 16: ２次元版乳幼児行動シミュレータ
る乳幼児がとり得る行動の集合を取得する．次に，環境に置かれた物体と乳幼児の距離が最小の対象物を選

本研究では，乳幼児行動シミュレータの応用の一つ択し，その対象物によって誘発される行動の集合を取として，乳幼児の行動に伴う事故のシミュレーション

得する．次に，乳幼児の現在の行動状態を用いて，次を想定している．そこで，上述したデータベースに加に取りうる行動の集合を取得する．次に，以上の３つえて，乳幼児の事故データベースも作成している．事の行動情報の積集合をとることで，ある月齢・年齢に故データベースは，小児科の医師の協力を得て, 事故

ある乳幼児が，選択している対象物に対してとり得る事例データを入手し，それを電子化することで作成し乳幼児の行動の候補を導出する．最後に，事故データている．事故要因となった対象物，事故要因となったベースに，次の週間にとり得る行動の候補を入力する

行動，事故内容からなるデータベースである．これまことで，その結果として生じる事故の候補を取得する

でに，約 150 件の事故事例を電子化した．

ことで，乳幼児事故のシミュレーションを行う．

図 15 に，現在，構築中の乳幼児行動シミュレータ

例えば，月齢 10ヶ月の乳幼児についてシミュレーの概念図を示す．現在，発達行動データベース，環境ションの場合は，以下のようになる．発達行動データ

行動誘発データベース，事故データベースに基づいてベースを参照すると，月齢 10ヶ月でとれる行動は，例

乳幼児の行動をシミュレーションする２次元版シミュを挙げると， 見たものに手を出す ， 口の中に物をレータを作成した (図 16)．構築したシミュレータの動入れる ， 座る ， はう ， 物をつかむ ， つかま

作を以下に述べる．まず，乳幼児の年齢・月齢を基にり立ち発達行動データベースを参照し，その年齢・月齢にあ

環境行動誘発データベースを参照すると，誘発されるなどである．乳幼児が机の近くにいた場合，

行動は， 触る ， つかまり立ち ， 乗る などであバシー侵害性の人間行動観察システムについて述べた．

る．そこで，可能な行動と誘発される行動より，乳児

最後に，計算機上で仮想的に構築した日常空間内で行が 机を触る ， つかまり立ち といった行動を次に動することができる仮想人間（デジタルヒューマン）とると考えられる．現在の状況とこの行動をもとに，技術の具体的な例題として，現在，研究を進めている

事故データベースを参照することで， バランスを崩

乳幼児行動シミュレータについてその狙いと進捗を報して転び，頭部に外傷を負う などといった，起こり

告した．

得る事故を得ることができる．

参考文献
7.3.

乳幼児行動モデルの応用

本章で述べた乳幼児行動モデルやそれに基づくシミュ
レーション技術が発展していけば，以下で述べるような様々な支援を行える可能性がある．

• 安全な環境の設計支援
乳幼児の主な生活環境である，一般家庭や託児所などを設計する際に，シミュレーションを行い，安全な環境であるかどうかの判断を支援する．

• 乳幼児事故防止のための教育支援
実際に住んでいる家の環境に基づいた予防に関する知識を得ることや，その環境で乳幼児に起こり得る事故の様子をコンピュータグラフィックスを用いてリアリスティックに表示することにより，起こり得る事故の把握を支援する．

• 乳幼児実時間見守り支援
センサなどを用いて，実際の乳幼児の位置を入力することで，乳幼児の見守りを支援する．

• 乳幼児行動情報学の開拓
乳幼児の行動を情報学の観点からとらえて，環境内の物体と乳幼児の行動に関する理論などを生み出し，検証する学問領域の創造に貢献する．

8.

おわりに

本稿では，環境に埋め込まれたセンサを用いて，人間が行っている行動を観察することで，人間を中心としたサービスを提供する知的生活空間を構築しようとした際に必要となる基本技術の一つとして，これまでに本研究によって開発してきた人間行動観察技術を述べた．特に，人間の行動が生じる現場で行動観察システ
ムを「手早く」構築する技術として，行動計測システ
ムを手早く構築する技術と行動解釈システムを手早く構築する技術を述べ，現在，進めている応用研究を紹介した．また，本稿では，これまで本研究グループで開発してきた超音波を用いた人間行動観察システムを発展させたシステムとして，天井埋め込み型の超音波レーダを用いて人間の頭部の位置計測を行う低プライ[1] 西田, 相澤, 北村, 堀, 柿倉, 溝口, ”センサルームを用いた人の日常活動の頑健な観察とその応用,” 情報処理学会研究報告, 2003-HI-106, pp.37-44, 2003
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[3] 西田, 秋山, 堀, 柿倉, ”, 超音波 3 次元位置計測のための冗長なセンサデータを用いた高速位置推定アルゴリズ
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[4] T. Hori, Y. Nishida, T. Kanade, K. Akiyama, ”Improving
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[7] Y. Nishida, K. Kitamura, H. Aizawa, T. Hori, M. Kimura, T.
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