ロボットによる対乳児発話の誘発と印象の向上
Triggering Infant-Directed Speech and Creating Good Impression of a Robot柴田 諒子 1

小島 隆次 2

佐藤 佳織 1

橋倉 悠希 1

深田 智 1 尾関 基行 1

岡 夏樹 1

Shibata Ryoko1, Kojima Takatsugu2, Sato Kaori1, Hashikura Yuki1, Fukada Chie1, Ozeki Motoyuki1,
Oka Natsuki1
1

京都工芸繊維大学
1
Kyoto Institute of Technology

22

滋賀医科大学
Shiga University of Medical Science

Abstract: When we talk to infants, we tend to use infant-directed speech (IDS) rather than adult-directedspeech (ADS). IDS has some cognitive effects on infants. It is not clear, however, whether IDS has somecognitive effects on the adults. In order to deal with this problem, we focused on a high-pitched voicefrom the outset and conducted a human-robot interaction experiment, examining the following two
hypotheses: (i) the robot which reacts selectively to a high-pitched voice triggers a high-pitched voice of
the users (H1) and (ii) the selective reaction improves the user's impression of the robot (H2). The results
marginally supported H1 and H2.

はじめにロボットは社会環境，家庭環境に徐々に浸透しつつある[1]．ユーザごとにロボットとの接し方はさまざまであるが[2]，飽きなどの理由により長期的なイ
ンタラクションを持つことはいまだに難しい[3]．ここでユーザがロボットに対して愛着を持つことで，より長期的なロボットとのインタラクションを持つことが期待される．また，長期的にインタラクショ
ンを持つことで，学習可能なロボットであれば，そのユーザに適応するための学習データを多く得ることも可能であると考えられる．
ここで，我々はロボットに愛着をもってもらうた
めに，Infant-directed speech (IDS)に注目した．IDS とは赤ちゃんに対して話しかけるときに自然と出る韻律が特徴的に変化する発話である．主に，声の基本
周波数が高くなる，基本周波数が大きく変化する(抑揚がある)[4]，ゆっくりした話し方になる，などといった特徴が，大人同士の発話である Adult-directedspeech (ADS)と異なる点として知られている．これ
らの話し方の特徴は，文化差や個人差があるが，実際に子どもがいる人や子どもと接する機会がある人
以外にもみられることが知られている[5]．IDS は赤ちゃんにとって，(a) 赤ちゃんの注意をひきつける，(b) 大人の感情が赤ちゃんに伝わりやすい[6]，(c) 言語獲得に役立つ[7]，などと言った良い影響があることが知られているが，それを用いる大人への影響はあまり知られていない．ここで我々は大人にとっても，IDS で接することで，その対象に対して愛着が湧くのではないかと考えた．なぜならば，産後うつの母親はそうでない母親に比べ，IDS があまり出ない傾向にあり[8]，そういった母親は，しばしば子どもに虐待してしまう[9]，などといった報告がある．
このことから，IDS を発することと，その対象への愛着にも何らかの相関がありうると考えたためである．
また，IDS を誘発する方法として，ロボットの外見を愛らしくしたり，赤ちゃんのようなデザインにしたりする方法も考えられるが，外見によって過度に愛らしい印象をもたれると，IDS で対象に話しかけることによるロボットへの印象への影響が正確にみることができない可能性がある．そこで，我々はロボットを IDS に選択的に反応するように設計を試みた．ただし，人の発話が IDS であるかの認識は難しく，また処理に時間がかかりロボットの即応性が削がれることが無いように，IDS の中でも特によくみられる特徴として「声の基本周波数が高くなる」
点に注目した．この，高い声に選択的に反応するロボットによって，高い声が誘発されるのではないか，と考えた．
以上より，田中ら[10]によって試作されたロボットを改良し，我々は以下の 2 つの仮説を実験的に検証した．
仮説 1: 高い声に選択的に反応するロボットにより，高い声が誘発される．
仮説 2: ロボットが高い声に反応すると，そうでない

場合と比べて，そのロボットに対する印象が良くなる．
自然で自発的な発話として IDS に着目している研究はいくつかみられるが[11, 12]，これらの多くはロボットが言語習得をしたり，発話を理解したりすることについてのものが多い．本研究では，そもそもの IDS がどのようにすれば誘発されるか， IDS を使うことによるユーザ自身への影響を調べた．
また，ロボットの身体動作とそのロボットへの印
象 についての研究もいくつかみられる[13, 14]．本
研究では，さらにロボットの動作だけでなく，ユー
ザがどのようにロボットに話しかけるかと，印象の関係についても注目した．
Figure 1. The robot at the left moved along with the

実験
目的
本実験では，高い声に選択的に反応するロボット
が高い声を誘発できるか，また高い声でロボットに話しかけることによってロボットに対して愛着が湧
くかについて調べる．

実験方法
被験者 大学生，大学院生 24 名であった．(男性
12 名，女性 12 名，M = 20.45 歳，SD = 1.89 歳)
装置と刺激 実験セットを Figure 1.に示す．本実
験では 180 秒間，Figure 1.中のディスプレーに被験者がロボットに話しかける内容が書かれた 6 枚のス
ライドを順次提示した．スライドに提示されたタス
クは，Figure 1.中のおもちゃの名前を説明するような内容のものであった．
Figure 1.中のロボットは IP Robot Phone (IWAYA製)の外見をウレタンフォームとプラスチックで改変したもので，IDS に反応する方をひなちゃん，ADSに反応する方をかなちゃんとした．以降ひなちゃん/
かなちゃんに話しかける実験条件をそれぞれ
IDS/ADS 条件と呼ぶ．
各被験者の平常時の基本周波数を図中のF0 とし，これを基準に被験者ごとに IDS/ADS 条件の声の高さに対するロボットの動きの大きさを決定した．
手続き 被験者ごとの平常時の発話の基本周波数を取得するために練習用ロボットを用意した．このロボットは名前をりなちゃんとした．ひなちゃん/
かなちゃんと異なり声の高さに関わらず，声をかけると動くロボットであり，「普通の高さの声で話しか
けてください」と教示した．このロボットで本試行の練習をし，さらにこれで得られた発話の基本周波数を，その被験者の平常時の声の高さとし，Figure 2.

participants' speech. The display in the center showed theparticipants experimental instructions.

中のF0 とした．Figure 2.の曲線は声の高さによって決定されるロボットの動きの大きさを示したもので，横軸は声の高さで，縦軸はロボットの動きの大きさを示している．実線で示されている IDS 条件では声が高くなるとロボットの動きは大きくなり，破線で示される ADS 条件では，通常の高さの声に良く反応するように作られている．
練習試行の後に，本試行として IDS/ADS 条件を行った．どちらから始めるかカウンタバランスを取り，半数の 12 名(男性 6 名，女性 6 名)が IDS 条件から，

Figure 2. The contour lines represent the relationshipbetween the activity values of the IDS- and ADS- robots,
and the straight line represents the fundamental
frequency, 𝑓0𝑁 . The fundamental frequency for eachparticipant is set to 𝑓0𝑁 based on the results of the
microphone test. For example, when a participant talked to
the IDS-robot around 𝑓0𝑁 , the activity value of the
IDS-robot was about 0.2, and the robot moved lessfrequently.

残り半数の 12 名(男性 6 名，女性 6 名)が ADS 条件から行う被験者内計画であった．最初にロボットの名前を教え，各条件で被験者自身に普通の高さの声と少し高めの声でロボットの名前を呼ばせた．そして，その動きを観察させどちらの声に対してより良く動いたように感じたかを尋ねた．その回答の正否に関わらず，正解を教えた．
ただし，Shibata ら[15]より明示的に高い声を出すことを強制すると，不自然である，出しにくい，などと言った理由により，ストレスを感じた被験者がいた．また，ロボットが自身の動く音のノイズにも反応してしまっていた点[16]，およびロボットの動作の大きさが声の高さで変化していることがわかりにくかった点[17]を，改良したため，「高い声/普通の声により良く反応するのですが，話しやすいように声をかけてあげてください」と，本タスクに入る際には教示した．
実験は各条件 180 秒であり，本施行後その条件について質問紙によりロボットの印象を尋ねた．質問
紙項目は柴田ら[18]の研究で，分析後に修正を行ったものを用いた．さらに両条件が終了したのちにインタビューを行い，どちらがよく動いたか，感じたことなどを自由に回答させた．

結果
Figure 3.に IDS 条件と ADS 条件の被験者の声の高さの平均を示す．
IDS 条件での声の高さ(M = 149.9 Hz, SD = 33.2 Hz)は ADS 条件での声の高さ(M = 144.3 Hz, SD = 23.9
Hz)より高い傾向があった(t(23) = 1.96, p = .06)．
高い声と普通の高さの声，どちらに良く反応したか気づいた人は，IDS 条件で 15 人，ADS 条件で 16人であった．この人数については，半数 12 名が正解に気づき半数 12 名が誤った場合と統計的に有意な差はなく(IDS 条件: 𝜒 2 (1) = 0.34, 𝑝 = .56, ADS 条件:
𝜒 2 (1) = 0.77, 𝑝 = .38)，ランダムに回答したものと差があるとは言えない．

Figure 3. The graph shows the average of the fundamental
frequency for each participant in each condition.

仮説 1: 高い声に選択的に反応するロボットにより，高い声が誘発される．
本実験では，被験者のストレス軽減の為に，高い声を出すことを強制せず教示で「こちらのロボット
は高い声に良く反応するように作られている」と気付かせたのみであった．にもかかわらず，ひなちゃんに対しては高い声で話しかけた傾向がある．小島ら[19]の実験より，ロボットが全く動かないより，動いた方が良いという結果が得られたことから「高い声/普通の高さの声に反応し，良く動く」という特性を気付かせたことによって，ロボットが良く動く
高さの声を出したのではないか，と考えられる．

Figure 4.にそれぞれのロボットに対する印象を示す．
「動かしたい―放置したい」と「なめらかな―ぎ
こちない」の 2 項目以外でひなちゃんの方がかなちゃんより印象がよい．特に「飽きない―退屈な」ではひなちゃんの方が有意に高く，「有能である―無能である」でも有意に高い傾向があった．

考察

Figure 4. Semantic profiles for the impressions of the IDSand ADS- robots.

しかしながら，ロボットの動作などを改良したにもかかわらず，どの程度の高さの声に良く反応するかについて自分から正確に気づいた被験者は多くない．また，声の高さの差も有意傾向程度にとどまっている．
原因として考えられるのが，今回は IDS の特徴の中でも，声の高さの特徴のみに注目したが，IDS には個人差があり，声の高さはあまり変化しない人もいることが挙げられる．逆に，声の高さにのみ着目した教示であったにもかかわらず，声の高さの分散について条件間で有意差があった被験者が 24 名中 4
名いた．この 4 名全員が IDS 条件について，分散が有意に大きかった．これは，IDS 条件で特に大きく抑揚の付いた話し方をしていたと考えられる．
抑揚が大げさになる点もまた，IDS の特徴として知られている．予備実験の際にも「ずっと高い声を出すのは難しい．語尾など部分的になら高い声を出しやすい」などと言った意見も得られたことから，今回の教示とロボットの設計で自然と IDS が誘発された被験者もいたことがわかる．
高い声に限定せずに，“IDS”に対して選択的に反応するように改良し，さらに精度を上げてどのような声に良く反応するかを気づくようにすることで，そのような発話を誘発できる可能性があると考えられる．
仮説 2: ロボットが高い声に反応すると，そうでない場合と比べて，そのロボットに対する印象が良くなる．
高い声に反応するひなちゃんに対する印象の方が，そうでないかなちゃんと比べて良いことが結果より示された．
Shibata ら[15]より，明示的に「高い声/普通の高さの声を出すよう」に指示したところ，高い声を出すよう指示した条件では少し声が高くなり，印象も良くなっている項目もあったが，有意傾向にとどまっていた．その実験のインタビューでは，「高い声で話すのは，赤ちゃんやペットと接しているようで，話しやすかった」と答えた人もいれば，「高い声は出しづらく，不自然であった」と答えた人もいた．しかしながら特に前者について，高い声で話しかけることで，ロボットに対する印象も良くなったと考えられる．
それらを踏まえて，今回の実験結果より，IDS 条
件では被験者の声の高さは有意に高い傾向であり，また，ひなちゃんの印象がかなちゃんに比べ有意によかった．この仮説 2 が言えるとき，さらに新たに
以下の仮説について検証したい．

Figure 5. Venn diagram shows the number of the participant
who used high-pitched voice and the number of theparticipant who had a better impression of Hina than that ofKana.

仮説 3: ロボットに高い声で話しかけることと，ロボットに対する印象が良いことの間には正の相関がある．
ここで，かなちゃんよりひなちゃんに対して高い声で話しかけた人は 24 名中 20 名であった．また，
かなちゃんよりひなちゃんに対して好印象であった人は 24 名中 14 名であった．うち 12 名はひなちゃん
に対して高い声で話しかけ更に好印象を抱いた人である． 2 名は，ひなちゃんに対して高い声で話しか
けず，さらにひなちゃんに対する印象がかなちゃん
に対してより良くなかった人である．これらの集合の関係について，Figure 5.に示す．
この分布について，声の高さとひなちゃんに対す
る印象について関連があるかフィッシャーの正確確率検定より，統計的有意に関連があるとは言えなかった．(𝑝 = .56) つまり，この仮説は支持されなかった．
そもそも，仮説 1 よりひなちゃんに対して高い声が誘発されたため，ひなちゃんに対して高い声で話しかけなかった人そのものが少なかった．さらに，
仮説 2 より，ひなちゃんに良い印象を持った人が多く，分布そのものに偏りもあったため，統計的に有意にならなかったのではないかと考えられる．
高い声に反応するという特性がロボットに対する印象を良くする要因なのであって，高い声で話すことそのものは，その対象に対する印象の変化をもたらすような直接的な要因でないと，考えられる．赤ちゃんも IDS(∋高い声)に，よりよく反応する．この特性が IDS を養育者から誘発し，愛着形成に役立ちうると考えられることから，ロボットに対する愛着を持ってもらう際にも，そのロボットを IDS に反応するように設計することが一定の効果があるのではないか，と考えられる．

まとめ
今回の結果より，仮説 1 の高い声に選択的に反応

するロボットが，高い声を誘発する可能性は大いにありうると考えられる．特に，この高い声というのは IDS の特徴の一つでしかないにもかかわらず，声の高さの平均の差は統計的に有意である傾向があった．また，普通の高さの声によく反応する条件では被験者の声が低くなっていた．つまり，特定の発話や行動をユーザから誘発したいとき，i) 特定の発話や行動に対して，選択的に反応し，ii) 選択的行動をとるということを気づかせることが有効であることが示唆された．特に，ロボット側がとる行動が人にとって良い印象であるものである方がよいと考えられる．
仮説 2 のロボットが高い声に反応すると，そうでない場合と比べて，そのロボットに対する印象がよ
くなるかどうかについては，ひなちゃんの印象の方が有意に高かったことから，この仮説は支持されたと考えられる．
最後に，新たに打ち立てた仮説 3 の高い声で話しかけることと，ロボットに対する印象に正の相関があるか，については，この仮説は支持されなかった．
つまり，これまでの研究では，i) 高い声に選択的に反応する，ii) 高い声が誘発された，iii) 印象が良
くなる，の 3 点について，因果関係が不明瞭であったが，ii) について，印象が良くなることと，直接的な正の相関があるとは言えないことが示された．
高い声自体は仮説 1 より，ひなちゃんの動作の特性により誘発された可能性が高く，また，逆に低めの声もまたかなちゃんの動作の特性により誘発されたと考えられる．つまり，どちらの条件でもロボッ
トがよく動くように被験者は発話したと考えられる．
つまり，どちらも動かそうと発話したうえで，印象に差が生じているので，「高い声に反応するという特性」がより良い印象を誘発したのではないか，と考えられる．
赤ちゃんやペットなど，愛らしいと感じるから
IDS が出る，というのと同様に，ロボットの高い声に選択的に反応するという特性によって，そのロボットに対して良い印象を持ち，高い声が誘発された可能性が示唆された．

ていきたい．
また，被験者側の行動を誘発する際に，ロボット
側の行動の選択性もまた重要となることがわかった
ため，今後の実験設計にこれらの知見を用いて行いたいと考えている．

謝辞
本研究は科研費(21500137)の助成を受けた

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今後の展望
今回の実験では，高い声に着目したが，IDS の特徴は，個人によって出方が様々である．これらの結果を踏まえ，今後は実際にロボットとインタラクシ
ョンを通じてロボット側が実際に行動などを学習するような実験を行い，その際の被験者の発話量や活動量を見る際に，声の高さも分析することで，より声の高さや抑揚とロボットへの働きかけの影響を見

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