HAI シンポジウム 2013
Human-Agent Interaction Symposium 2013

P23

ロボットの目の発光パターンによる感情表出は人の社会的意思決定に影響を与える             勅使宏武  寺田和憲

伊藤昭    

岐阜大学

                                                                                                                                                                              

はじめに

本研究では，色と感情を結びつけるという人の特性を利用し，ヒューマノイドロボットを用いた感情表現の新しい方法を提案し，感情を表現する能力が社会的機能を持つことを示した．ロボットは目の色とその明滅によって感情を表現し，その表現能力の有効性は人の利他的行動を評価基準として評価を行った．
近年，ロボットの感情表現の方法について多くの研究がなされ，表情や会話，体の動き，色等を用いた様々な方法が提案されている．表情による感情表現は，人と人とのコミュニケーションでも使われる為，ロボットの感情表現においてもよく利用される．これらのロボットの多くは高度な表情変化の機能を搭載している．
基本的にそれらのロボットは，実際に人と交流する際に人の表情を真似することで，相手に感情を伝達させている．表情変化による感情表現は，直観的に感情を伝える利点がある一方，人の顔を真似するデバイスを考案しなければならなく，コストも高くなり，設計が難しくなってしまう．そこで本研究では，ロボットの表情を変化させることなく，感情を表現する方法を提案する．これは，動きや姿勢，色，音等の人に感情移入させることができる重要な要因を利用した方法である．我々はそれらの中でも色とその変化について注目し，調査を行った．

!"#!$#!%#&'(&'(!)#*!*#+ !,# 連絡先：〒  岐阜大学
岐阜県岐阜市柳戸  番 人は早期乳児期に色と感情を結びつけることを学び，感情的な反応や考え，行動を生涯無意識的に引き起こすことが示されている ．色が特定の感情を連想させることは広く知られており，赤は怒りや情熱，青は平静，黄は喜び，緑は安らぎを連想させるとされている．光の色を用いたロボットによる感情表現が可能であるという研究もあり，菅野らは青と恐れ，赤と怒り，黄は喜びを連想させることを示した ．松井らは，ロボットの顔にカラーを装着し，を目と口の動きに合わせて光らせた ．彼らの研究では，怒りは頭を赤く，喜びは頬を緑に，悲しみは頬を青く光らせることで表現した．有吉らは，感情認識の観点からヒューマノイドロボットの顔の色を用いた影響を調査した．彼らは赤は怒りを，黄は喜びを，青は悲しみを表すことを示した．
ロボットの感情についての研究の多くは，ロボットによる感情表現についての印象を評価するアンケート調査が利用されていることが多い．本研究では，ロボットの喜びと悲しみという つの感情が表現されているかを調査する為に，人の利他的行動を用いて検証を行った．感情によるコミュニケーションの主な特徴として，言葉を用いずに気持ちを伝えることが挙げられる．例
えば，悲しみの表情は，言葉を介さずに社会的援助を引き出すことができるとされている ．感情の対人間機能については，が社会的関係，特に協調的関係を生成，維持するための生得的システムとして進化的に獲得されたとしている ．

     147

806040200(4)60402001000

2000
Time[ms]

3000

40000(1)0  喜び

1000

2000
Time[ms]

3000

4000

(2)

 悲しみ(3)*

我々は最後通牒ゲームを用いて，喜びと悲しみの つの感情をロボットの目を光らせることで表現し，対人的機能の面からその効果を検証した．最後通牒ゲーム
は， 人のプレーヤが提案者と応答者となり，報酬を分配するというゲームである．報酬の分配権を与えられている提案者は，応答者に配分を提案し，応答者が配分を承諾すれば提案通りに報酬が分配され，拒否すれば両者共報酬を受け取ることができないというルールである．最後通牒ゲームを用いた実験の結果によると，応答者への分配がの時，拒否する応答者はであった ．我々は，応答者が悲しみの感情を表すと提案者への分配は低くなり，喜びの感情を表すと分配は高くなると仮説を立てた．

図-./!-#

$%/

実験方法*)$0**0
1 2 *$-%  2 $$34&'(
560.6

2000

0.4
period0.2

rise and fall time
00025

50

75

100

Oﬀer

*7 提案に対するロボットの &'( の周期と明滅速度

図

スライドバーの操作にはコンピュータのキーボードを使用した．
実験参加者には最後通牒ゲームを行ってもらった．実
験参加者には提案者の役を与え， 枚あたり円の価値があるチップを枚渡し，そのチップを実験参加者とロボットに分配するチップの枚数を提案してもらった．制限時間を 秒とした．配分を決定するまでの間，実験参加者はスライドバーを操作することで配分を提案することができ，ロボットの目の反応を見て，配分を決定することができた．の明滅パターンはスライドバーの位置によって変化した．
への配分が未満の時は青色に光り，悲しみを表現し，より大きい時は黄色に光り，喜びを表現した．色相はそれぞれの感情の中で変化することは無く，周期と明滅速度はスライドバーの位置によって感情の強弱を表現する為に変化した．寺田らの研究では，強い感情を表す程周期は高くなり，波形は矩形波になる．逆に弱い感情を表す程周期は低くなり，波形はコサイン波になるとされた．図 は本実験で使用した感情の強度変化を示すグラフである．また，提案がからの変動が以内である時，各感情の周期と明滅速度が事前実験の結果から算出された各感情の平均値から で徐々に変化するようにした．その結果，提案が未満の時及びよりも高い時，感情の強度の変化はしなかった．

$$.

56"./"./*"./

感情を表出する点滅パターンは，あらかじめ，岐阜大学の学生 名に調整法によって，設定してもらったものの平均値を用いた．図に色と点滅パラメータに示す．
本実験で使用したインタフェースを図 に示す．実験参加者には， 秒間スライドバーを操作し，相手の反応を見ながら提案する配分を決定するよう指示した．

**0.

3000!3#

実験装置と刺激*.

0.8

1000&'(実験参加者*

1

40000.

岐阜大学の学生 人に協力してもらい，実験を行った．実験参加者は 歳から 歳で，男性 人，女性人であった，．


一要因二水準，実験参加者間の実験計画で行った．実
験参加者はロボットの目が 感情的な変化をしない 
条件と 感情的な変化をする  条件の 種類に無差別に振り分けられた．光らない状況下では，の目のは常に消灯とした．

"

5000$..

感情の社会的機能の観点から動的に色を変化させることで，喜びと悲しみの つの感情の状態が起こす効果を検証した．

Period [ms]*$7 実験で使用したインタフェース
RIse and fall time

Brightness [%]10080

Brightness [%]100$148*"/)./
*"/

3"/

*㻢㻜

******

㻣㻢㻹㼑㼍㼚㻌㻸㼕㼗㼑㼞㼠㻌㼞㼍㼠㼕㼚㼓㻹㼑㼍㼚㻌㼒㼕㼚㼍㼘㻌㼛㼒㼒㼑㼞㻡㻜㻠㻜㻟㻜㻞㻜㻝㻜㻞㻯㼔㼍㼚㼓㼑㻌㼛㼒㻌㼑㼙㼛㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㼑㼤㼜㼞㼑㼟㼟㼕㼛㼚㻿㼠㼍㼠㼕㼏㻽㻝㻚㻌㻼㼑㼞㼏㼑㼕㼢㼑㻌㼑㼙㼛㼠㼕㼛㼚

図%

3
4

1 $7

reject 47%

disgust12% cool

Yellow blinking

happiness
29%

acceptance
53%

11%

"7 青色と黄色の明滅から感じた感情
2 -"*0， 2 0*-4
感情的な変化をしない条件 1よりもロボットへの配分が高くなる提案をしていた．
図 - はアンケートの結果を示している．マンホイット
ニー 9 検定の結果，ロボットから感情を感じたか，提図案を決定する際に感情を考慮したか，ロボットの反応は機械的に感じたかという質問の回答は，感情的な変化をする条件の方が感情的な変化をしない条件よりも高いことを示した，，，，，，，，．
図 は感情的な変化をする条件における実験参加者が答えた，に対する回答を集計したグラフである．

37

1$7

warm 6%other12%sadness
12%

".7".

"..

Blue blinking

distrust 6%
anger 6%5656㻽㻞㻚㻌㻯㼛㼚㼟㼕㼐㼑㼞㻌㼑㼙㼛㼠㼕㼛㼚-7 8$ と 8* についてのアンケート結果
other 6%

実験手順

実験室では，実験参加者は最後通牒ゲームのルールが書いてある説明書を読み，実験参加者は提案者の役であることを知らされた．インタフェースが表示されているコンピュータのディスプレイはの横に設置され，実験参加者はとインタフェースの両方を同時に見ることができた．提案の決定後，実験参加者はすぐに提案が受け入れられたかどうかを知らされず，アンケートに回答した．これは，ロボットの決定によりアンケートの回答が変化することを防ぎ，正確にアンケートに回答してもらう為である．アンケート
回答後，全ての実験参加者にはで受諾されたとし，円を支払った．
最終的な提案を記録した．ゲーム後のアンケートでは，以下を含む つの質問に回答してもらった．アン
ケートは 段階評定の質問全く思わない， とてもそう思う と自由記述の質問で構成されていた．
提案の決定後に行ったアンケートでは，実験参加者に以下のような 段階評定の質問 全く思わない，とてもそう思う に回答してもらった．

1 2 * 2 ".-   ..$ 2 --"2 )"*   ..$ 2 3* 2 *%-   .$4"
8$37

É½º ロボットの目の発光パターンから感情を感じたか
É¾º 感情を考慮し，提案を決定したか㻟㻜㻿㼠㼍㼠㼕㼏)7 最終的な提案におけるロボットへの配分

34㻠㻝㻜㻯㼔㼍㼚㼓㼑㻌㼛㼒㻌㼑㼙㼛㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㼑㼤㼜㼞㼑㼟㼟㼕㼛㼚

図㻡

議論

本実験では，感情的な変化をしない条件下よりも感情的な変化をする条件下の方が，実験参加者はへの配分が高い提案をすることが示された．つまり，実験参加者は，ロボットの目のの明滅が感情を表していると知らされていなくても，ロボットの目のが明滅するかどうかで行動が変化したのである．このことから実験参加者は，自ら明滅パターンが感情を表していると感じていることが言える．目の明滅から読み取られる感情は，その時の提案に対する意思の表れであった 図 ．多くの実験参加者は青色の明滅を 拒
否  と感じたが，拒否とは嫌悪による行動である．従って，約の実験参加者が青色の明滅から嫌悪を感じていると言える．のモデルによると，受諾は

56

実験結果

感情的な変化をする条件と感情的な変化をしない条件との提案を決定するまでの時間の平均はそれぞれ，とであった．一元配置の分散分析の結果は，，であり，統計的に有意な差は確認されなかった．
図 は水準間での最終的な提案の平均を示している．
一元配置の分散分析の結果は，，となり，統計的に有意な差が確認され，実験参加者は感情的な変化をする条件，は3,"01 2 *$*)4 ,"3$1 2 "",4 1$ )*4 2 $3,  2 $0)
 1$ )*4 2 -0)   ."
1 2 "$*0  2 %*$4149&'(1 "4%./:   &'(信頼の弱い感情で，嫌悪の反対側に位置している．つまり，実験参加者は黄色と青色の明滅パターンから，喜びと悲しみよりも信頼と嫌悪を感じていることが言える．しかしのモデルにおいて，信頼は喜びの隣に位置し，嫌悪は悲しみの隣に位置していることから，この 組は似ている感情であると言える．このことから本実験の結果は，我々の提案した方法が実験参加者に感情を想起させることを示したと言える．
従来の最後通牒ゲームを用いた実験結果によると，大抵の提案者は応答者への配分をにしているとされた ．しかし，感情的な変化をする条件では応答者への配分はであった．これは，応答者が感情的な反応を行うと，応答者への配分が約上昇することを示している．また，感情的な変化をしない条件における応答者への配分の平均はとなっている．
この値は，先行研究における感情表現を行わなかった時の実験結果とおおよそ一致している．
実験後に行ったアンケートの結果は，実験参加者がロボットの目から感情の変化を認識したかどうかによって水準間に差が生じたのであると考えられる．ロボットの目から感情を感じたかどうかという質問に対しては，感情的な変化をする条件の方が高く，平均値はであった．この値は感情的な変化をしない条件の平均値と比べて， 高い値である．このことから，実験参加者は感情を感じ取ることで，彼らの利他的行動に影響を与えていると言える．
感情的な変化をする条件下において，実験参加者が配分をに近い値で提案した理由について，次のつの可能性が考えられる． つ目は，実験参加者の操作に対して感情表現の変化を動的に返していると判断されたのではないか．この場合，ロボットの感情表現に意味は無く，実験参加者の入力に対して単純に反応を返しているだけであると予測され，公平な提案を決断したのかもしれない． つ目は，スライドバーの初期位置がであり，この時ロボットのは光らない為，実験参加者はで提案を決定したのかもしれない．これらの仮定を検証する為に，スライドバーの初期位置を以外に設置する等し，調査する必要がある．

:   *!-#-./"$*0/$./-"*0/-,*).

*

".7".

$

*".7".

".7".

&'("./まとめ

本研究では，ヒューマノイドロボットを用い，その目の色を動的に変化させることで感情を表現するという新しい方法を提案した．最後通牒ゲームを用いて感情の社会的機能の観点から，喜びと悲しみの つの感情について実験を行った．その結果，青色の明滅は悲しみよりも嫌悪を感じさせ，黄色の明滅は喜びよりも信頼を感じさせた．従って本研究では，目の色の明滅*150による感情表現は社会的機能を持つことを示した．本
研究では社会的状況の中で， つの感情のみについて調査を行ったが，今後はその他の感情や違う状況においても研究を進めていきたい．

*

参考文献

!$# ;         <  9   : $03"
!*# 6 = '              >  3 5 ) )%)?)3. *..0!)# @ ;  ;  A  B   A +  5   = <                                        >  $- 5 -  -")?-%)
*.$.!-# = 6    B   CD  A  E           7 '             >  3 $3$?$,, *..-
!"# ( F : = G   :  8  '                3,      >  *.$*     <(03"%3. 0  *.$*!%# B  B  +  6  '                   <               !""# >  *  $$0$?$$0,  $00%
!3# AH +    @    <                  < $ %!      &     '       ()*+%,!%-  )$-?
)*$ 0 *.$*
!,#  & +  +           $ .   /   >  -%
5 $  )"?"3 $03$