第 10 回マルチ・エージェントと協調計算ワークショップ (MACC2001) 2001.11.16-171

異種端末間の協調による高齢者・障害者の移動支援，

Robotic Communication
Terminals
矢入 (江口) 郁子 猪木 誠二

現可能なシステムの開発が活発化している．RCT で

1 はじめにはこれらのシステムの先を見据え，環境やユーザのモ人間にとって「移動」とは，自立的かつ快適に生活ニタリング，異種端末間の協調など の技術を用いた，するための手段として極めて基本的，かつ必要不可より広い観点での認知・駆動・情報の入手の補助方法欠な行動である．しかし 現在の社会環境下では，視を提案し ，歩行者用 ITS の高度化に貢献することを覚・聴覚・下肢駆動機能に障害を持つ高齢者・障害者目指す．の場合，移動に不可欠な認知・駆動・情報入手の３つ

本稿では，RCT の概要，研究目標を示し，マルチの要素行動に問題が生じ るため，自立的な移動が困エージェント研究の観点からみた RCT の位置付けを難となっている．そこで筆者らは，幅広い高齢者・障述べる．そして最後に，筆者らのこれまでの成果およ害者を対象に，障害の種類，レベル，障害歴の違い，び今後の展開を紹介する．

重複障害などの多様性を考慮に入れ，認知・駆動・情報入手の 3 つの要素行動を補助する移動支援システ

2 Robotic Communication Terminals

ム，Robotic Communication Terminals(以後，RCT

2.1と略記) の実現を目指し，研究を行っている [矢入 01]．

RCT は，以下の 3 つのタイプの端末からなる．

これまで高齢者・障害者の移動支援の研究では，携＜環境端末＞アンテナのような役割を持ち，道路や駅RCT による移動支援

帯電話や自律走行ロボットを使った視覚障害者のナビなどに設置される端末である．それぞれの環境端末はゲーションシステム [東海 99] [Kemmerling 98] [小谷 97]設置された場所の周辺を監視し，障害物や人・車の有や，肢体障害者のための知能化車椅子 [足達 99] など ，無などの環境に関する情報を検出する．環境端末が検高齢者・障害者のうちの一部のユーザを対象に，移動出した情報は，周辺を移動中のユーザに伝えられるだの問題の一部の解決を試みる研究は数多くなされてけではなく，遠隔地のユーザにも移動経路を決めるた

きた．一方，健常者を主対象にした研究では，認知・めの材料として提供される．

情報の入手の補助を行う歩行者用 ITS の実現が国の＜ユーザ携帯型移動端末＞携帯電話や PDA を進化さ政策として位置付けられ [国土交通省 01]，産業界ではせた端末である．この端末を持ち歩くユーザは イン

携帯電話や環境に埋め込むビーコンを用いた早期実

ターネットを通じて目的地への経路案内や交通機関のRobotic Communication Terminals Supporting Mobility of the Elderly and Disabled People by Communications among Heterogeneous Systems
Ikuko Eguchi YAIRI, Seiji IGI, 独立行政法人通信総合研究所, Communications Research Laboratory, Independent Administrative Institution

事故など の情報を入手する．そしてさらに環境端末との通信によって，周辺や遠隔地の障害物や人・車の有無など の情報を入手することも可能である．これ
らの情報は，ユーザの身体の状態に合わせて加工され，ユーザの身体の状態に合わせて設計された画像・

78

第 10 回マルチ・エージェントと協調計算ワークショップ (MACC2001) 2001.11.16-17
2.2

音声・触覚を利用したインタフェースを介して提示さ2

RCT の目標

RCT では，５年以内に以下の目標 1〜3 の要素技れる．
＜ユーザ搭乗型移動端末＞高齢者・障害者のための乗術を実現し，システムの実用化への基礎を築くことをり物を進化させた端末である．ユーザ携帯型移動端目指している．

末の機能に加え，ユーザの操縦通りに運転できる通＜目標 1 ＞ユーザの多様性の適切な分類方法と，そ常の乗り物としての機能，さらにセンサー及び 環境の分類に基づいた支援タスクおよび 移動端末のハー端末からの情報を利用した障害物の自動回避などのド ウェアデザイン，移動端末のソフトウェアのユーザ運転支援機能も装備される．また，この端末にはユーへの適応方法

ザの身体の状態に合わせて設計されたハンドルやジョRCT では高齢者・障害者の多様性を考慮した支援

イスティックなどの操縦系，電動のスクータや車椅子タスクを，個々のユーザに適した方法で実行する移動のボディが用いられる．

支援を目指す．具体的には (1) 移動に不可欠な認知・これらの役割の異なった端末同士が通信し 互いに駆動・情報入手の 3 つの要素行動と身体の状態との協力しあうことで，認知・駆動・補助の 3 つの要素行関係に注目し，ユーザを 20〜30 個程度のグループに動を補助し，ユーザの市街地での移動を支援する．図分類，(2) そのグループ毎に支援タスク，移動端末の

1 に RCT による移動支援のイメージを示す．例えば

ハード ウェアのデザインの指針を設定，(3) 移動端末

移動端末は，移動中のユーザから離れた場所をモニのソフトウェアが，入力された身体の状態や嗜好などタする環境端末の「こっちからは何も来ないよ」といに合わせて動作したり，使い込むうちにユーザの癖やうメッセージを近傍の環境端末を通して入手し，ユー習慣に合わせて適応する仕組みを実現する．

ザに「前からは何も来ません」という情報を伝えるこ＜目標 2 ＞環境端末，移動端末およびユーザ間の協調とができる．また，自転車を検出した環境端末は，移によって，移動支援タスクを場面，状況，ユーザの状動方向や位置から危険と判断した近傍の移動端末に，態に合わせて実行するためのシステムアーキテクチャ「自転車がきたよ，ぶつかる可能性があるよ．
」という環境端末，ユーザ搭乗型・ユーザ携帯型移動端末のメッセージを送る．それを受けた移動端末は，例えば

3 つのタイプに分類され る多様な端末からなる分散ユーザ搭乗型であれば 自動停止してやり過ご すなど協調システムとして全体システムを構成する．また，の補助を行ったり，ユーザに危険情報を伝えることがRCT のサブシステムとしての環境端末および移動端できる．

末を，環境やユーザとインタラクションし適応するロボット的なシステム，すなわちロボティックシステムとして構成する．そして，移動端末とユーザとの密なインタラクションによって，RCT の全体システムとユーザ間の協調を実現する．これらのシステムアーキテクチャをプロトタイプシステムの製作を通して示す．
＜目標 3 ＞実世界，ネット ワーク世界からの情報の取り込み・加工・蓄積，およびその情報の伝達方式
RCT では，認知・駆動・情報の入手の移動の要素

行動の補助のうち，情報の入手の補助に最も注目している．
「 実世界」，「 インターネット 」の２つをユーザ
図1

RCT による移動支援のイメージに提供する情報のリソースとし ，「 専用の情報提供用サーバの構築と利用」「， 既存のインターネット上の多79

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3

端末内部エージェントのように，機能の異なった数のサーバ上の情報の有効利用」の２つの方法による情報の入手の補助の具体的アプ リケーションを提案

エージェント群で一つの知的システムを構築するア

し，プロトタイプを作成する．そして，２つの情報リプローチは，古くから AI およびロボットの分野で研ソースからユーザに情報を提供するまでの，取り込究がなされてきた．また端末間通信エージェントのよみ・加工・蓄積・伝達の方式を示す．

うに，複数の端末間の協調によってタスクを実行する
アプローチは，群ロボットによるタスク実行の研究マルチエージェント 研究としての RCTや [Balch 94]，端末間を移動するエージェントによる

RCT は以下の 3 つの種類のエージェントから構成

通信の研究 [佐藤 00] などがなされている．そして外部されるマルチエージェントシステムとして捉えること通信エージェントのように，インターネット上のサーができる．

バのデータから有効な情報を探索・獲得し提供するア

2.3(1) 端末内部エージェント : 異なる機能を持ち，群プローチは，サーチアルゴ リズムの研究や [Levy 96]，として環境端末，移動端末の単体端末の内部を構データマイニングの研究 [Cooley 97] など の多数の研成する．

究がなされてきた．しかし，これらのアプローチの全(2) 端末間通信エージェント : 個々の環境端末，移てを含む統合的なマルチエージェントシステム研究は動端末を代表し，端末間の通信を担い，協調動作例を見ない．RCT は人間の実世界での移動を支援すを実現する．

るこれまでにない複雑なマルチエージェントシステム(3) 外部通信エージェント : イン ターネット などの枠組を示す一つのテストベッドであると言える．のネットワーク上に構築された他のシステムとの3 筆者らの研究の現状通信を担い，協調動作を実現する．

研究開始から現在までの約 2 年の間の成果と今後認知・駆動・情報の入手の補助タスクがどの種類のエージェントによって実行されるかを表 1 に示す．
表1の計画を述べ，研究の現状を紹介する．

RCT の 3 つの種類のエージェント と補助タスクの3.1

実行 (※はユーザ搭乗型移動端末のみ )
補助タスク
認知
駆動
情報の入手

(1) 端末内部
エージェント(2) 端末間通信
エージェント

◯◯※
◯

|||

◯◯

◯

ユーザの調査2.2 の目標１のユーザの多様性の分類の課題への取(3) 外部通信エージェントり組みとして，以下の (a)〜(c) に示す調査を行ってきた．
(a) 高齢者・障害者の身体の状態と移動の問題との関係の予備調査
身体の状態と移動問題の関係を具体化するため ，認知の補助タスクに関しては，端末内部エージェン

高齢者および 視覚・聴覚・下肢駆動機能に障害をもトが端末の周囲の環境の認識を行い，端末間通信エーつ障害者，計 13 名を対象にヒアリングを実施し たジェントが認識結果を近傍の端末に送り届けるという[Yairi 00]．その結果，視覚障害者は未知の環境・人の役割分担がなされる．また情報の入手の補助タスク

いない環境・変化が多い環境での移動に，聴覚障害者に関しては，端末内部エージェントがユーザの要求のは視野外から接近する動物体の認識，アナウンス情報解釈および情報の加工・提供を行い，端末間エージェの入手に，そして下肢駆動機能障害者は転倒防止のントが個々の端末に蓄積された実世界データを探索・ための歩行面の詳細な状態認識，バリアフリー情報獲得し，外部通信エージェントがインターネットなどの現場での探索による入手に，それぞれ問題が集中のネットワーク上に構築された他のシステムに蓄積することがわかった．また，障害が重く障害者となっされたデータを探索・獲得するという役割分担がなさた年齢が高いほど ，問題の危険度や頻度が増すこと，れる．

および 使用する補助器具や障害の種類に固有の特徴

80

第 10 回マルチ・エージェントと協調計算ワークショップ (MACC2001) 2001.11.16-17的な問題の存在も明らかになった．高齢者の場合は，4のためのデータ解析はクラスタリング問題の一種とみ問題点を絞り込むことは困難であったが，前述した障なすこともでき，従来手法 [Cheeseman 88] [Fisher 87]

害者の抱える問題のいずれかに分類されることが多を適用してみる予定である．

かった．また，加齢により情報の入手を面倒と感じるようになり外出の意欲が低下してきた，という訴えが3.2

特徴的であった．

2.2 の目標２および３に取り組むための研究インフ

研究インフラの構築(b) 身体の状態と移動の問題との関係からのユーザ分ラとして，以下の (a)〜(c) に示すプロトタイプシス

類の可能性の予備調査

テムを作成した．

(a) の結果をもとに身体の詳細な状態の質問と，移(a) 画像による道路監視システム動の問題を 5 段階の数値で回答する質問からなる調査

環境端末の道路監視機能のプロトタイプとして，画表を設計し，アンケート調査を実施した．調査表は首像による道路監視システムを製作した．このシステ都圏の高齢者・障害者団体を通じて配布され，計 698

ムは，図 2 に示す屋外に設置するカメラ，デュアル名の回答を得た．障害の種類，レベル，使用する補助CPU の PC，キャプチャボード と画像処理ライブラ

器具，性別，障害の先天性/後天性に関する身体の状

リから構成される．そして，動物体の形状，位置，移態の分類ごとに，移動の問題に関する質問の回答の平動速度を検出し，歩行者や自転車，自動車などの動物均を比較したところ，分類項目と回答の間に強い相関体の種類や，動物体→静止する障害物→動物体という関係の認められる質問や，ある分類項目を境に回答に状態変化の判別を行う [吉水 01]．さらに移動端末の位有意差が認められる質問の存在が明らかになった．こ

置情報を通信で受け，検出した動物体との位置関係かのことにより，障害の種類，レベル，使用する補助器

ら，動物体を危険物体と判断し，移動端末へ通知する

具，性別，障害の先天性/後天性をパラメータとして，ことが出来る．道路監視システムの動作の様子を図 3

抱える移動の問題の違いからユーザをグループに分類に示す．下部右側の GUI では監視すべき道路の部分可能であること，およびパラメータからユーザの抱えとして自動的に切り出された領域の画像が，下部左側る移動の問題を推定可能であることが確かめられた．の GUI では道路上の動物体として検出された部分の(c) ユーザ分類のための第１次調査画像が表示されている．そして上部の GUI では検出(b) の結果を踏まえ，ユーザ全体を大まかに分類すされた動物体が四角形で囲まれ，人，自動車，自転車るために全員に同一の調査表を用いてアンケートをなどの種類の判別結果が文字で示されている．本シス実施する第１次調査と，さらに詳細なグループにユーテムの現在の処理速度は，１フレーム中の動物体の数ザを分類するためにグループ 毎に異なった調査表をが１０個以下の状態で毎秒５フレームである．また性用いてアンケートを実施する第２次調査を計画した．

能は，晴天の日中かつ無風状態であれば，移動端末へ現在は第１次調査を実施中である．(b) では，身体障害者の約半数が 65 歳以上であるという現状から，障害者の中年層，若年層の回答数が不十分となり，年齢や障害歴による分類の可能性を確認することはできなかった．そこで今回の調査では中年層，若年層も含めた十分な数の回答を得るため，東京，大阪，京都の３大都市の高齢者・障害者団体を通して調査表を配布し，2001 年 10 月現在で約 3500 名の回答を得た．現在は，移動の問題の生じるメカニズムを表現するモデ
図2

ルを決定するための共分散構造分析や，グループに分類するための因子分析などを行っている．ユーザ分類

81

道路監視システムの屋外設置カメラ 2 基の外観

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5ル箱) を回避する屋外での実験の様子を示す．搭乗者
は回避動作をより効果的にデモするためにハンド ルから手を離している．また，見通しの悪い交差点で環境端末から自動車との衝突の可能性の通知を受け，交差点手前で自動停止し ，通知された自動車をやりすごす実験も行なった．さらにこれらの実験に加えて，高齢者の試乗による評価実験 [田中 01] を行い，山口きらら博などの展示会での一般人の反応とあわせて，ユーザインタフェースの設計に活用している．
今後はセンサやユーザとの対話用装置の改良を重ねながら，運転補助機能の性能の向上，対話インタフェースのデザインの向上を行い，移動端末のシステムアーキテクチャの提案の課題に取り組む予定である．

図3

道路監視システムの動作の様子の安定した危険物体の通知が可能である [香山 01]．
今後は，処理の高速化と，天候の条件の緩和，夜間への対応などの工夫を重ねながら，画像以外のセンサの導入による環境端末のアーキテクチャの提案，実世界情報の蓄積・ユーザへの伝達方式の実現などの課題に取り組む予定である．
図4(b) 高齢者向けユーザ搭乗型移動端末

高齢者向けユーザ搭乗型移動端末 ICW

移動端末のプロトタイプの一つとして，足腰が少々弱った高齢者向けユーザ搭乗型移動端末，Intelligent
City Walker (以後，ICW と表記) のハード ウェアを製作した．図 4 に全体像を示す．ICW には，障害物を検出するための超音波・赤外線センサ，障害物回避や操縦補助のための制御装置，他の端末との通信やインターネット接続のための無線 LAN，ユーザと端末との対話のための装置としてのタッチパネルが搭載されている [南山 01]．ICW は他の端末との通信機
能，ユーザとの対話機能，ユーザの運転補助機能を持つセミオート ノマススクータである．現在は運転補

図5

助機能を中心に全機能の インプ リメントを行っている． 図 5 に目の前に飛び出してきた障害物 (段ボー82

屋外での障害物回避実験の様子

第 10 回マルチ・エージェントと協調計算ワークショップ (MACC2001) 2001.11.16-176(c) バリア・バリアフリー情報地図データベース

実世界の情報を専用のサーバを用いてインターネット経由で発信し ，ユーザの情報の入手を補助するための具体的アプリケーションとして，歩行者用道路に関するバリア・バリアフリー情報地図データベースのプロトタイプを製作している．このデータベースは，東京都小金井市 (国分寺市の一部を含む) の 500 分の1 の高精度の地図に，これまでに実現されていなかった歩行者用道路ネットワークを付加し，段差などのバリア情報，盲人用信号など のバリアフリー情報を道路ネットワークにリンクさせて埋め込んだものである [桑原 01] [吉岡 01]．図 6 に道路ネットワークの概要
図6を示す．道路ネットワークは歩行者用道路を表すライ

歩行者用道路ネット ワーク概略

ン，ラインの始点・終点としてのノード，ラインの近
1 ,傍に存在する停留所などの施設を表しラインにリン

1 ,1 ,クされるポイント，の３種類のオブジェクトから構成される．図 7 に埋め込む情報の種類，項目をライン，1 ,1 ,ノード，ポイントの階層構造から示す．これらの埋め

1 ,込む情報の種類，項目は，視覚・聴覚・下肢駆動機能に障害をもつ障害者・高齢者，および障害者・高齢者

1 ,1 ,1 ,1 ,支援団体の指導者の計 14 人に，詳細なヒアリングを1 ,1 ,実施して決定された．また地図データベースに蓄積し1 ,. ) :1 ,1 ,た情報は，実際に現地を踏破して収集された．
1 ,

現在は，2002 年中にインターネット上で一般に公開することを目指し，表示やルート検索用インタフェー

図7

1 ,バリア・バリアフリー情報 DB 概略

スを製作中である．今後は身体の状態に適したルートの検索やナビゲーション文を自動生成するソフトウェする理由には，高齢者・障害者を健常者とは異質なグアの実現を試みながら，道路監視システムとのドッキループとして切捨てて支援システムを実現し，後付けングによって，データベースに実世界情報を蓄積する

でバリアフリーの実現を目指す従来の手法と異なり，課題にも取り組む予定である．

まず高齢者・障害者の立場から網羅的な支援方法を考

4 おわりに本稿では，異種端末の協調によって高齢者・障害え，高齢者・障害者の延長線上に健常者が位置すると捉えることこそが，真の意味でのバリアフリーのつながるという筆者らの信条が挙げられる．

者の自立的移動を支援する Robotic Communication

また RCT は，このような社会的貢献の面だけでなTerminals を紹介した．そして，マルチエージェント

く，画像・音声認識， プランニング，モバイルエー研究としての位置付け，筆者らの取り組みの現状や今

ジェント，情報検索，データマイニングなど ，マルチ後の展開を述べた．

エージェント以外にも多数の AI 研究のトピックを含RCT による移動支援は，健常者を対象とした支援む学術的研究対象であるという一面も持つ．筆者らのにも容易に適用可能であると期待される．それにも取り組みは，これらのトピックの研究を行うための一関わらず高齢者・障害者の支援に限定して研究対象と揃いの研究インフラの構築が完了した段階にあると83

第 10 回マルチ・エージェントと協調計算ワークショップ (MACC2001) 2001.11.16-17
言える．今後は , 製作中のプロトタイプシステムの完成度を高めながら, ソフトウェアの実装を中心に AI研究のトピックに深く切り込み, 学術的な貢献を目指したい.
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