2016年度日本認知科学会第33回大会

OS03-2「プロジェクションサイエンス」の視点からの	 認知的メカニズムのモデル論的理解	 
Model-Theoretic Understanding of Cognitive Mechanism
from a Viewpoint of “Projection Science”
小野 哲雄†
Tetsuo Ono†

北海道大学 大学院情報科学研究科
Hokkaido University
tono@ist.hokudai.ac.jp

Abstract“Projection Science” is entirely a new methodology toinvestigate a cognitive mechanism. Basically, in the“Projection Science”, we believe that human recognition isrealized by projecting the “representation” in the humanbrain to the environment. Moreover, This ambitious
framework aims to cover the field of technologicalapplications
throughconstructing“model-theoreticunderstanding” of the cognitive mechanism from aviewpoint of the “Projection Science”. In this paper wewould like to explore the possibilities of this framework
through the discussion based on our previous research,
ITACO system.	  	  しかし，言うまでもなく「プロジェクションサイエンス」は方法論上の問題を抱えている．つまり，従来の実験室実験では計測不可能と思われる事象や，「意識」との関係など最新の脳科学の手法を用いても解明に時間がかかりそうな事象が研究の対象となっている．	  	  これらの困難と思われる問題に対して，私たちが取りうる方法論は，「科学」としての「プロジェクション」の原理の解明と，そのモデル論的理解をとおしての「工学」的応用である考える．つまり，脳活動の計測や心理学実験をとおして「プロジェクション」の本質的な原理の探求は当然進めるが，同時に「リバースエンジKeywords ― Projection Science, Representation,Model-Theoretic Understanding, ITACO system

ニアリング」として，この研究対象の特徴的な現象を観察・解析することにより，重要とみられる要因を取

1.

はじめに	 り出し，それを工学的に実現・検証することをとおし	  	  「プロジェクションサイエンス」とは，人間の認知て，徐々にその本質的な構造や動作原理を明らかにす機構を解明するためのまったく新しい方法論であるとることを目指す．言い古された言葉ではあるが，これともに，そのモデル論的理解をとおして工学的応用まらの両分野の研究者の交流をとおしてしか，「プロジェでも射程に収めている野心的な構想である．	 

クション」の機構の本質的な解明は難しいのではない	  	  鈴木[1]が述べているように，認知科学におけるこれかと考えている．以下の章では，われわれのこれまでまでの研究は，刺激の受容とその利用過程に注目し，の研究を基礎に，この方法論の可能性を探ってみたい．

知覚，記憶，思考などのさまざまな認知現象について，精度の高いモデルを作り上げてきた．しかし一方で，2.

内部に構成された表象が世界のどこかに投射（もしく「プロジェクション」のモデル論的理解	 	  すでに述べたように，「プロジェクションサイエンス」は定位）されていると考えなければ理解できない現象の研究はまだ緒に就いたばかりであり，研究の方法論も多数存在する．鈴木が挙げている事例として，視覚・ばかりではなく，その基本的な原理が人間固有のもの

聴覚における（直接的な神経回路が存在しない）遠感であるのか，もしくはレベルが異なるとはいえ動物と覚における投射，ラバーハンドイリュージョン（rubberの連続性があるのかさえも明らかではない．

hand illusion），子どもの活動における投射(imaginary	  ここで近年の認知科学分野の研究を振り返ってみる

companion），異常状態における幻覚（third man 現象と，モデル論的な研究の減少が顕著であるように思わや薬物使用時），さらにはフェティシズム，偶像崇拝，れる．一方，さまざまな認知的な現象を詳細に記述す

宗教や信仰までも「プロジェクション」により説明でることにより，その豊かな機能を明らかにしようとすきる可能性を示している．

る研究が多くみられ，ある場面で人々がどのような行為を行なっているのかを記述し，その行為の意味付けを明らかにすることにより，現象の理解を目指してき26

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OS03-2た．	  しかし，われわれが提案する「プロジェクションサイエンス」の初期的な研究状況を鑑みたとき，対象を記述していくというような質的研究のアプローチは現時点では妥当ではないだろう．なぜならば，従来の認知観の変換を要請する「プロジェクションサイエンス」
では，よりダイナミックな視点の変更を求められる．
この点からも，よりトップダウンな研究アプローチである「モデル論的理解」が求められるであろう．さら	 に，このモデルを詳細に構築していくプロセスにおい

図 1 ハンフリーによる感覚が投影される仕組みては，すでに述べたように「リバースエンジニアリング」の手順により進めるべきであろう．なぜならば，	  たとえば誰かが赤いトマトを見たとしよう．このと「プロジェクション」の現象自体に不明確な点が多く，き，トマトから反射した赤い光が目に届き，内在化しその原理の解明には長い時間を要するかもしれない．

た表現反応を生み出す．ここではこれを「内的表象」

一方，構成論的アプローチをとった場合，同じ現象に（“赤の感覚”）と呼ぼう．しかし，実はトマト自体に対して，人間とは異なる動作原理の解明が，人間の認はそのような幻想を生じさせるものも，現象的なもの知機構の解明にも寄与するのではないかと考えるからもまったくないと彼は主張する．さらに，その感覚はである．

自分の頭の中から外の世界へと投影されているにほか	  次章では，このようなアプローチに基づく，遠感覚ならないと主張する．つまり，赤さの主観的特性が，における「投射」（プロジェクション）のプロセスにつ知覚された外部の物体のところに写り，それに付与さいて，HAI（Human-Agent Interaction）および HCIれたと考えるべきだとしている．

（Human-Computer Interaction）研究の立場から具	  ハンフリーのその例証として，ラバーハンドイリュ体的な研究事例を用いて検討を行い，モデル論的理解ージョンの実験[3][4]の結果をあげている．ここでは詳を目指したいと考えている．

細を省くが，この実験では，実験参加者自身の手（リアルハンド）とゴムの手（ラバーハンド）を机の上に遠感覚における「投射」と ITACO システム	 並べて置き，リアルハンドを見えないように仕切りを	  3.1	 遠感覚における「投射」とは？	 	  本節ではまず，遠感覚における「投射」のプロセス

き，リアルハンドとラバーハンドをできるだけ同期さのモデル論的検討を行ないたい．鈴木[1]が指摘するよの位置から触れられていると感じる．さらに同様の操

うに，氷水に指を入れたときに感じる「冷たさ」は，作により，実験参加者はテーブルの表面からも同様の脳内の関連部位の活性の結果生み出される主観的な経感覚が生じていると報告している．このような現象は験である．さらに，その感覚質はその指に投射される

赤いトマトやゴムの手，テーブルだけではなく，あなとともに水自体にも投射される．つまり，触覚や体性たが外の世界と持つ感覚的・知覚的相互作用の全般に感覚は，神経回路を経由した信号の伝達により投射が及んでいるとハンフリーは主張している．

なされていると考えることもできる．	  しかし，ハンフリーの主張や仮説には批判も多い．	  しかし，視覚や聴覚などの遠感覚については，投射その理由の主なものは，彼が主張するイプサンドラムを実現する直接的な回路は存在しない．しかしながら，仮説やソウルダスト仮説[2]では，人間の意識や自己意

われわれは視覚刺激から作り出された内的表象を世界識を「具体的」には説明できなかったことである．さの特定の対象に定位させているように感じられる．こらに，彼の主張の中には，他の研究者の実験結果の引こではハンフリー[2]の考察を基礎に，遠感覚における用はあるが，自身の仮説を具体的に検証するという試「投射」を考えてみたい．ハンフリーは，人間の感覚みはなされていないのである．

が投影される仕組みについて，図 1 のような図式によ	  本稿では，われわれの先行研究である ITACO シスり説明を試みている．

テムという，人と実際にインタラクションを行なうこ

3.

立てる．実験参加者がラバーハンドを観察しているとせて撫でたり触ったりすると，空間的にラバーハンド27

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3.とができ，現実世界で稼働しているシステムを事例に用いて，ハンフリーの仮説を具体的に考察していきた

実験協力者が入室し，実験参加者にスタンドライトのスイッチをオフにするように伝える

い．

この実験の結果，実験参加者はエージェントが移動（AM）したスタンドライトにもエージェント同様に「愛着」を持つことが明らかとなり，またエージェン
トが移動（AM）したスタンドライトのスイッチをオフにしてエージェントを失ったことにより，強い喪失感と持つことが検証された．実験参加者は，ITACO システムの内部構造を十分に推測可能な知識を持つ，情報工学を学んでいる学部学生であった．	  この実験で得られた結果を，ハンフリーが提案する図式に基づき考察してみよう．図 4 は，エージェントとインタラクションを行なっている際の実験参加者の図 2 ITACO システムの概念図「投射」のメカニズムを図式化したものである．実験
参加者はエージェントという新しい人工物とのインタラクションをとおして，エージェントに対して何らかの「内的表象」を構築する．実験の結果から，「愛着」のような主観的な感覚をともなった「内的表象」であることが伺える．ハンフリーの図式に従えば，この「内図 3 エージェントマイグレーションの様子的表象」を対象へ「投射」することにより，たんなるディスプレイ上のグラフィクスアニメーションである

3.2	 ITACO システムと「投射」	 エージェントに「愛着」を付与することができ，人と	  ここで，われわれがこれまで研究を行なってきたエージェントの間に関係を構築することができると考ITACO システムを紹介しよう[5][6][7]．ITACO シス

えられる．

テムとは，ユーザの趣味や嗜好を理解したエージェントが，環境内のさまざまなメディアに移動（agentmigration: AM）することにより，ユーザに対して文脈に応じた適切な支援を行なうことができるシステムである．図 2 に，ITACO システムの概念図を示す．この図のように，エージェントは環境にあるさまざまなメディアへ移動することにより文脈に応じたユーザ支援を行なうことができる．図 3 に，具体的なエージェ
ントの移動（タブレット PC からウェアラブル PC へ）におけるスナップショットを示す．	  	 図 4 エージェントとインタラクションを行なって	  ITACO システムを用いた実験で，大変興味深い結果が得られたのでここで簡潔に紹介する（[6]参照）．実験いる際の実験参加者の「投射」のメカニズムは以下の手順で行なわれた．
1.

実験参加者はエージェントと対話を行なった後，	  この新しい「内的表象」の「投射」により，対象物

エージェントはタブレット PC から実験参加者のへ「愛着」のような主観的な感覚を付与できるとすれ

ウェアラブル PC へ移動（AM）する
2.

ば，この対象はディスプレイ上のアニメーションであ

実験参加者は暗い部屋に移動する．エージェント

る必要はなく，他の人工物（メディア）であってもよは部屋の暗さを知覚し，スタンドライトに移動いのではないだろうか． 図 5 に，他の人工物（デスク（AM）することによりスイッチをオンにし，部屋スタンド）にエージェントが移動（AM）する際のメカを明るくする

ニズムを示す．

28

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るときにスマートフォンに電話がかかってきたとしよう．現在ならばスマートフォンをポケットから取り出し，ボタンを押さなければならない．しかし，環境知能システムを想定した場合，「電話に出るよ」と言ったり，テーブルやソファをたたくだけで応答できてもよいのではないか．人間にとっては，この方が自然なインタラクションであろう．	  リビングを見渡したとき，現在でもスピーカもしく	 はマイクなどのデバイスはテレビや電話，スマートフ

図 5 エージェントが他のメディアにマイグレーシ

ォン，ステレオ，インターフォン，火災報知器などさョンした際のユーザの「投射」のメカニズムまざまな装置に備え付けられている．対話に必要なデバイスをこれらの装置にそれぞれ独立に装備する必要	  実際の実験結果はすでに述べたように，図 4 と図 5はなく，ユーザの状況に応じてデバイスを有機的に再のメカニズムを支持するものとなっている．本実験は配置・再結合して，使うべきものであろう．

限られた条件のもとで行なわれた結果ではあるが，「投	  しかしこの時，火災報知器に対して話しかけること射」（プロジェクション）のメカニズムを説明するモデには，話しかけている当人も家人も違和感を持つだろ

ルになりうるだろうか．まだ明確な結論を述べることう．環境知能システムが本当の意味で人々を自然に支はできないが，本章で焦点を当てた，遠感覚における援することが可能となるのは，人の持つある主観的特「投射」の「モデル論的理解」の初期的な一歩とみな性を生活環境にある物体やプロセスに「投射」できたすことができるのではないだろうか．

ときではないだろうか．しかし，そのようなシステム	  本実験の結果をラバーハンドイリュージョンの実験がわれわれにどのような「感覚」を与えるものである

結果と比較するとき，高い類似性を見出すことができかは，いまだ想像できるものではない．

る．その本質は，2 つの実験で見られた現象が，ある	 主観的特性が知覚された外部の物体に移り，それに付5.

議論	 与されたことによるものであると考えられる点である． 	  	  「プロジェクション」に関する「モデル論的理解」
この意味で，ITACO システムは「プロジェクション」の研究を進めるうえで，どのような概念や研究手法がの認知的なメカニズムを探るためのモデルの基礎となヒントになるだろうか．

りえるのではないだろうか．	  	  まず，「時間」の概念が不可欠な要素となるであろう．
「プロジェクション」は時々刻々継続されるインタラ

4.

工学的応用としての環境知能システムへの「投射」	 

クションである以上，この様相を記述できるモデル化を行わなければならない．モデルでは，「時間」や「自	  「プロジェクションサイエンス」の工学的応用とし己言及」の記述方法が鍵になるであろう．て，環境知能システムへの「投射」について考えてみ	  	  さらに，いくつかの脳科学の研究成果が示している

たい．環境知能システムとは，人々の日常的な生活環ように，脳を電気刺激することにより，他者の存在を境において，環境情報を計測・認識・構造化し，環境感じることができるとの内観報告がある[9]．この場合そのものが知能となり，人々を支援することを目指しの脳の部位は左側頭頭頂接合部とされ，この部位は他たシステムである．	 

感 覚 処 理 （ multisensory processing ） や 自 己 認 識	  特に近年，IoT（Internet of Things）分野の研究の（self-processing），自他分離（self-other distinction）

発展にともない，環境知能システムの一つの実現例との処理と関係が深いとされている．特に，イマジナリして，アグリゲート・コンピューティング（Aggregate

ー・コンパニオンやサードマン現象とミラーニューロComputing）が提唱されている[8]．アグリゲート・コンの関連は興味深いテーマであり，今後の研究の成果

ンピューティングでは，環境中のデバイスを有機的にを「モデル論的理解」へ向けて積極的に取り込んでい結合させることで，ある目的を最適な形で実現する方くべきであろう．

法論を提案している．たとえば，自宅のリビングにい292016年度日本認知科学会第33回大会

6.

OS03-2

おわりに	 	  本稿では，「プロジェクションサイエンス」とは人間の認知機構を解明するためのまったく新しい方法論であるとともに，そのモデル論的理解をとおして工学的応用までも射程に収めている野心的な構想であることを述べた．さらに，本稿では，「プロジェクション」の原理を解明するために，認知的メカニズムの「モデル論的理解」の研究を進めるべきであることを主張した．	  さらに本稿では，遠感覚における「プロジェクション」に注目し，ハンフリーの主張・仮説を基礎に，われわれの先行研究である ITACO システムの実験結果の考察を行った．考察の結果，われわれの実験の結果をラバーハンドイリュージョンの実験結果と比較するとき，高い類似性を見出すことができた．その本質は，2 つの実験で見られた現象が，ある主観的特性が知覚された外部の物体に移り，それに付与されたことによるものであると考えられる点である．この意味で，
ITACO システムは「プロジェクション」の認知的なメカニズムを探るためのモデルの基礎となりえると考える．

参考文献	 
[1] 鈴木宏昭（2016）“プロジェクション科学の展望”, 日本認知科学会第 33 回大会, オーガナイズドセッション「プロジェクション科学の創出を目指して」発表資料.
[2] Nicholas Humphrey (2011) “Soul Dust: The Magic ofConsciousness”, Princeton University Press. （『ソウルダスト--<意識という魅惑の幻想>』，柴田裕之訳，紀伊國屋書店，2012 年）[3] M. Botvinick & J. Cohen (1998). “Rubber hands‘feel’
touch that eyes see”, Nature, 391, 756.
[4] K. Carrie Armel & V. S. Ramachandran (2003)“Projecting sensations to external objects: Evidence
from skin conductance response”, Proceedings of theRoyal Society B: Biological Sciences, 270, 1499-1506.
[5] Tetsuo Ono, Michita Imai (2000) “Reading a Robot's
Mind: A Model of Utterance Understanding based on
the Theory of Mind Mechanism”, Proceedings ofSeventeenth National Conference on Artificial
Intelligence (AAAI-2000), pp. 142-148.
[6] 小川浩平，小野哲雄（2006）“ITACO：メディア間を移動可能なエージェントによる遍在知の実現”，ヒューマンインタフェース学会論文誌，Vol. 10，No. 2，pp. 49-52．
[7] 小野哲雄，小川浩平（2008）“ユビキタス・マインドとロボットのインタラクションデザイン”，ヒューマンイン
タフェース学会誌，Vol. 10，No. 2，pp. 49-52．
[8] 坂村 健（2016）“IoT とは何か 技術革新から社会革新へ”，角川新書．
[9] Shahar Arzy, Margitta Seeck, Stephanie Ortigue,Laurent Spinelli and Olaf Blanke (2006) “Induction ofan illusory shadow person”, Nature 443, 287.

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