2017年度日本認知科学会第34回大会

OS03-62 歳児における自己顔部位の空間的定位～拡張現実を用いた新課題を用いて～Spatial localization of the parts of self-face in 2-year-olds:
Using an augmented reality task
宮崎 美智子†‡，浅井 智久§，麦谷 綾子‡
Michiko Miyazaki, Tomohisa Asai, Ryoko Mugitani†‡§

大妻女子大学， NTTコミュニケーション科学基礎研究所， ATR
Otsuma Women' s University, NTT Communication Science Laboratories,
Advanced Telecommunications Research Institute International
myzk@otsuma.ac.jp

Abstract

合を象徴する行為かもしれない。

In this study, we developed a new task for studying thespatially-sensed position of the parts of self-face in
2.5-year-old children. Using the technique of augmented
reality (AR) and 3D face tracking technology, we presented
participants with their projected self-image on the screen
accompanied by famous cartoon characters (digital image)located on parts of their face and tested whether they could
point out the correct position of the part of self-face and stay
motivated for task repetition. To assess the efficacy of thistask, twenty 2.5-year-old children participated in this study.
Half of the children could perform more than 30 trials out of37 trials. The analysis of localization error suggested
uniqueness of spatial knowledge of self-face in young
children. The efficacy of this new task for studying thedevelopment of emergence of body image has been
discussed.

一方で、直接視覚的に観察できない身体部位、すなわち顔の身体イメージの獲得についてはどうだろう。
感覚運動情報・触覚情報に基づく身体図式としての顔認識は出生前から始まっているが(Campbell, 2004)、顔認識と視空間的情報や言語との統合については、まだよく分かっていないことが多い。ただ、子どもが鏡に映った自分の姿を自分だと認識できるようになるのは、1 歳半～2 歳くらいである(Amsterdam, 1972)。この点から考えると、顔に関しての視覚情報参照による身体部位の空間的定位の能力は、1 歳半～2 歳以降に進むと考えられる。
しかしながら、この年齢の幼児を対象とした研究には方法論的困難さがある。例えば、冒頭の例でも挙げ

Keywords ― face perception, body image, augmented
reality, development

たように、鏡を見ながら自分の身体を正確にポインティング（定位）させることは、身体イメージのテスト

1.

はじめにになりうる。しかしこのようなことを 2 歳くらいの幼私たちは日々、鏡を見ながらいとも簡単に眉を描い児に実施するのは大変難しい。定位するべき場所を視たり、髭を剃ったりしている。鏡像は言ってみれば可覚刺激として呈示するには、幼児の身体に触れている視光線を反射するだけの視覚刺激にすぎないのに、なことに気づかれずに標的を用意しなければならないし、ぜ私たちは鏡像から正確に自分の身体部位を定位する

また、幼児に単調な課題を繰り返し行わせることも食ことができるのだろうか。このような視覚情報参照に餌強化などが使用できる動物とは違い、困難を極める

よる身体部位の空間的定位の能力は、生まれる前からからである。

育まれてきた感覚運動情報・触覚情報に基づく「身体そこで我々は 3D の顔検出技術と拡張現実を用いた図式」と、身体図式に加えて統合される視空間的情報

新しいゲーム課題を用いることによってこの問題を克や言語によって表現される「身体イメージ」によって服し、身体イメージ獲得の発達過程の解明を試みてい可能となる(Gallagher, 2006)。

る。自己の全身像が映るスクリーンに幼児の姿を映し、身体イメージは生後数年にわたる経験を通じて獲得

その顔の部位に幼児が好むキャラクター映像を映すこされる重要な認知能力であるが、その獲得過程は明らとにより、キャラクター映像が映っている身体部位をかにされていない。おそらく最初は、自分から直接観定位させるという課題である。

察できる四肢から統合が進むのだろう。例えば、生後

本研究では、この課題の有効性を示すとともに、こ3 か月くらいから観察される、ハンドリガードというの課題を用いて明らかになってきた 2 歳児の自己顔部

自分の手を眺める現象も身体図式と身体イメージの統位の認識について報告する。

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対する興味を示した後、参加児にゲームに取り組んでもらった。
分析は、お手本試行で反応が見られた試行と、本試行の全 37 試行のうち遂行できた試行までを分析の対象とした。録画した映像から、フレームバイフレームでのコーディングを行い、各試行におけるファーストタッチの場所（定位＆定位エラー）と反応時間を分析対象とした。

3.

結果

まず、課題への取り組み状況を報告する。全 37 試行

図 1．Kinect を用いた顔部位定位ゲーム Touching

に対する達成試行数は 3～37 試行であった。9 名が2.

89％を超え、そのうちの 4 名が全ての試行に取り組ん方法だ。エラー率は 19％～100％であった。

【装置・刺激】ジェスチャー認識デバイス（Microsoft,Kinect v2）の顔検出機能を用いて、スクリーン上に映＊＊された幼児の顔の部分にキャラクター画像を呈示し、正しくポインティング（定位）するとキャラクターが＊＊音とともに消える、というゲーム様の課題を開発した（図 1）。開発環境は Kinect v2 + Processing 3.0、
Kinect v2 for Processing（ライブラリ）であった。キャラクターを呈示する位置は、左ほほ、右ほほ、あご、鼻、おでこ、おでこの上、の 6 部位であった。呈示するキャラクターは 3 種類（アンパンマン、ばいきんまん、ドキンちゃん）で、これを 1 ブロックとして 2 ブロック実施した。試行数は、練習試行 1 試行を加え、図 2．呈示部位ごとの平均エラー出願率

全 37 試行であった（1+6×3×2=37 試行）。6 部位の呈つぎに、呈示部位ごとの定位エラー率を図 2 に示し

示順序はラテン方格法に基づいてランダマイズした。

た。呈示した顔部位ごとのエラー率の比較では、右ほ【参加者】：2 歳半児 20 名が参加した。最終的な分析

ほ（27.5％）、鼻（28.8％）、あご（29％）、左ほほ（30％）対象となったのは 12 名であった（範囲：29～31 か月、のエラーが低かった。一方、おでこ（36.3％）、上おで

平均月齢：29.2 か月、SD：0.58、男児：13 名、女児：こ（53.3％）のエラー率は比較的高いという結果とな7 名）。8 名はそれぞれ以下の理由から除外された。課った（図 2）。さらに、呈示部位ごとに定位の難易度が題遂行不可（3 名）、Kinect による顔検出不可（1 名）、異なるかどうかを検定したところ、呈示部位の主効果

記録機材の不調（2 名）、課題達成率が 30％未満（2 名）、という内訳である。
【手続きと分析】：まず、養育者から参加児にゲームのルールを示してもらうため、12 試行のお手本試行を実施してもらった。その際、顔の部分を意味する言葉は話さず、スクリーンに映った視覚情報を手掛かりとしてほしい旨を教示した。呈示されたキャラクターの映像の位置に対応づく顔の部位に正しく触ると、音が鳴って消えるエフェクトが呈示された。参加児が課題に

図 3．正解・不正解別の平均反応時間1622017年度日本認知科学会第34回大会

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図 4．各呈示顔部位における定位＆定位エラー頻度分布（色が濃いほど頻繁にその部位を触ったことを示すに有意傾向が見られた（分散分析； F(5,55)=2.13,に過ぎないが、定位エラーを分析し、間違えて触る部p<.10）。その後の多重比較により、おでこの上のエラ位に傾向性が見られたことから、幼児がランダムに間ー率は、両ほほ、あご、鼻との間に有意差が認められ違っていたわけではないことが示唆された。とりわけ、ることわかった（LSD 法）。反応時間については、正体の正中線上にキャラクターが呈示される場合には、解・不正解試行別に呈示部位ごとの分析を行ったが、正中線上で定位のエラーが起こっていた。この点は近有意な差はなかった（図 3）。また、身体部位関連語の年成人で示された顔認識のゆがみと一致する知見であ獲得状況と定位課題のエラー率の間には、明確な関連り(Fuentes, Runa, Blanco, Orvalho, & Haggard,性は見受けられなかった。

2013)、幼児期から人は顔をゆがめて認識している可能最後に、ファーストタッチでどこをよく触り間違え性を示唆するものである。

るのかを明らかにするために、顔部位ごとに観察され今後は、この課題の精度をさらに上げていくことにたファーストタッチの頻度分布を図 4 に示す。図 4 のより、より正確に身体イメージの獲得過程について精色の塗りつぶしは、色が濃いほど触れた頻度が高いこ査していきたい。とを示している。

謝辞
この研究は科研費（15H02735, 16K21341）によるサ4．考察
本研究では、拡張現実と 3D の顔検出技術を用いたポートを受けた。課題開発をしてくださった椎野綾菜

新しいゲーム様の課題を開発することによって、幼児さん、石川真生子さん、実験に参加くださった親子の期における身体イメージ獲得の発達過程を検討する課みなさんに感謝します。

題の開発ならびに評価を試みた。全 37 試行の課題に対し、半数以上の幼児が 9 割程度（30 試行以上）の回数参考文献を遂行することができた。このことは課題の取り組みやすさ、さらには取り組みたいという動機が維持されたことを示唆している。これまで、幼児を対象とした身体の認識を探る研究では、シールを身体部位に貼ったり、貼られたシールを探したりすることによって、身体の認識が評価されてきた (Brownell, Nichols,Svetlova, Zerwas, & Ramani, 2010)。この方法だと、限られた身体部位しかテストすることができないし、シールを貼る、という触覚を生じさせるモノを使用するという意味で、身体図式とは独立に視覚情報に基づく身体イメージそのものの獲得を議論することは難しかった。
今回の研究は、まだ課題の有用さの可能性を示した

163[1] Amsterdam, B. (1972). Mirror self‐image reactions
before age two. Developmental psychobiology, 5(4),297-305.
[2] Campbell, S. (2004). Watch me grow: A unique,3-dimensional week-by-week look at your baby'sbehavior and development in the womb: Macmillan.
[3] Gallagher, S. (2006). How the body shapes the mind:
Clarendon Press.
[4] Fuentes, C. T., Runa, C., Blanco, X. A., Orvalho, V., &Haggard, P. (2013). Does my face FIT?: a face image
task reveals structure and distortions of facial feature
representation. PloS one, 8(10), e76805.
[5] Brownell, C. A., Nichols, S. R., Svetlova, M., Zerwas, S.,& Ramani, G. (2010). The head bone’s connected to theneck bone: When do toddlers represent their own body
topography? Child development, 81(3), 797-810.