遠隔地から乳幼児とふれあえるテレ保育ロボットを用いた遊び成立支援システムの検討

• Project/Area Number: 17J40236
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Human interface and interaction
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 阿部 香澄 電気通信大学, 人工知能先端研究センター, 特別研究員(RPD) (50800249)
• Project Period (FY): 2017-04-26 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: ヒューマンロボットインタラクション / 子ども / 遊び戦略 / 保育ロボティクス / パーソナリティ / 育児支援 / 遊び / 子育て支援 / コミュニケーション / 性格

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、遠隔で子どもと遊べるテレ保育ロボットを介して、遊びの経験や技量に依らずに誰でも子どもとの遊びを成立するための、遊び成立支援システムの実現である。子どもとの遊び成立の困難さは、振る舞いに基づく子どもの状態の推定や、その結果を受けての効果的遊び選定にある。これらの知識を体系化し、効果的な遊び戦略を子どもと遊ぶ操作者に提示するシステムの実現を目指す。
当該最終年度は、遊び推定モデルの作成を行い、遊び支援システムを実現した。遊び推定モデルは、昨年度までのデータから実現した、子どもの気質別に、子どもから遊び相手への親近感を向上／減少させる効果をもつ遊び行動の一覧を算出するモデルとした。時系列での遊び戦略の算出も試み、保育者の行動系列を教師なし学習で分節化するHSMM-SA Mixtured Modelを提案したが、近い戦略を取る保育者の集まりは抽出できたものの、各戦略と子どもの気質とは相関が見られず、本遊び推定モデルには適さなかった。この遊び推定モデルと、昨年度に確立した、ロボット内部の単眼カメラ画像から気質を推定する手法を用い、本研究の目的である、子どもの状態（気質）を受け、子どもの認知的構え（親近感）を良くする確率の高い遊び動作一覧を出力するという遊び支援システムを実現した。当初の計画では対乳幼児インタラクション実験によるシステムの有効性評価まで行う予定であったが、新型コロナウイルスの影響により中止した。一方、本研究で開発したテレ保育ロボットは、従来の対面調査が行えなくなった現社会様式において、実験設計の工夫で非対面での対乳幼児実験が可能なリモート調査法として注目され、特集号執筆依頼や招待講演等、時代に即応した成果を上げた。
上記の成果は、論文誌1件（掲載予定）、国際学会1件、国内学会4件（1件招待講演）で発表した。また、社会発信にも力を入れ、1件の取材に対応した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 新型コロナ時代に活躍する遠隔保育技術（採録決定） (2022)
  • Author(s): 阿部香澄
  • Journal Title: 計測と制御 Volume: －
• [Journal Article] Estimating Children’s Personalities Through Their Interaction Activities with a Tele-Operated Robot (2020)
  • Author(s): ・Kasumi Abe, Takayuki Nagai, Chie Hieida, Takashi Omori, and Masahiro Shiomi
  • Journal Title: Journal of Robotics and Mechatronics Volume: 32 Issue: 1 Pages: 21-31
  • DOI: 10.20965/jrm.2020.p0021
  • NAID: 130007800518
  • ISSN: 0915-3942, 1883-8049
  • Year and Date: 2020-02-20
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] ChiCaRo: Tele-presence Robot for Interacting with Babies and Toddlers (2018)
  • Author(s): Kasumi Abe, Masahiro Shiomi, Yachao Pei, Tingyi Zhang, Narumitsu Ikeda, and Takayuki Nagai
  • Journal Title: Advanced Robotics Volume: 32 Issue: 4 Pages: 176-190
  • DOI: 10.1080/01691864.2018.1434014
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 遠隔保育ロボットを用いたToddler層乳幼児の言語発達支援システムの提案 (2020)
  • Author(s): 三木晴子, 阿部香澄, 堀井隆斗, 長井隆行
  • Organizer: 第38回日本ロボット学会学術講演会
• [Presentation] 未就学児育児におけるロボット・AIの社会受容性と期待 (2020)
  • Author(s): 阿部香澄, 塩見昌裕, 粕谷美里, 長井隆行
  • Organizer: 第38回日本ロボット学会学術講演会
• [Presentation] テレ保育ロボットChiCaRoと遠隔保育技術を活用したリモート調査 (2020)
  • Author(s): 阿部香澄
  • Organizer: 日本赤ちゃん学会第20回学術集会
  • Invited
• [Presentation] 遠隔保育ロボットを用いた乳幼児の言語発達評価システム～言語聴覚士による巡回支援の補助を目的として～ (2020)
  • Author(s): 三木晴子, 阿部香澄, 堀井隆斗, 長井隆行
  • Organizer: 日本赤ちゃん学会第20回学術集会
• [Presentation] Explainable Temperament Estimation of Toddlers by a Childcare Robot (2020)
  • Author(s): Taiga Sano, Takato Horii, Kasumi Abe, Takayuki Nagai
  • Organizer: The 29th IEEE International Conference on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] HSMM-SA-based Analysis of Childcare Worker’s Interaction Strategy (2020)
  • Author(s): Yoshiki Higuchi, Kasumi Abe, Masatoshi Nagano, Rena Kanai, Masahiro Shiomi, Takayuki Nagai and Tomoaki Nakamura
  • Organizer: ・RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 子どもの振る舞いに基づく遠隔操作型ロボットを用いたパーソナリティ推定手法の提案 (2020)
  • Author(s): 阿部香澄, 長井隆行，日永田智絵, 大森 隆司，塩見 昌裕
  • Organizer: 赤ちゃん学会若手部会第7回研究合宿
• [Presentation] ロボットでの幼児の気質推定に基づく遊び提案システムに向けた分析 (2020)
  • Author(s): 樋口由樹，阿部香澄，植村優里，塩見昌裕，金井玲奈，中村友昭，長井隆行
  • Organizer: 赤ちゃん学会若手部会第7回研究合宿
• [Presentation] ロボットでの幼児の気質推定に基づく遊び提案システムに向けた分析 (2019)
  • Author(s): 阿部香澄，植村優里，樋口由樹，塩見昌裕，金井玲奈，中村友昭，長井隆行
  • Organizer: 第37回日本ロボット学会学術講演会
• [Presentation] 子どもと遠隔操作型ロボットのインタラクション観察に基づく性格推定手法の提案 (2019)
  • Author(s): 阿部香澄，長井隆行，大森隆司，塩見昌裕
  • Organizer: 第37回日本ロボット学会学術講演会
• [Presentation] ChiCaRo (2019)
  • Author(s): 阿部香澄
  • Organizer: ものづくり×ロボットコラボフェア
  • Invited
• [Presentation] 遠隔保育ロボットによる遠隔共同育児の試みと遊び成立支援システムの構築 (2018)
  • Author(s): 阿部香澄
  • Organizer: 赤ちゃん学会若手部会第6回研究合宿
• [Presentation] 乳幼児と祖父母の交流を増やす遠隔共同育児の試み：核家族社会におけるテレプレゼンスロボットを介した育児スタイルの提案 (2018)
  • Author(s): 阿部香澄, 塩見昌裕, 日永田智絵, 長井隆行
  • Organizer: 日本赤ちゃん学会第18回学術集会
• [Presentation] 子育てのあり方を変える遠隔育児支援ロボットChiCaRo (2018)
  • Author(s): 阿部香澄
  • Organizer: ダイバーシティ・セミナー＆女性研究者によるシーズ発表会
  • Invited
• [Presentation] AI・ロボットを利用した「ふれあい」の育児支援 (2018)
  • Author(s): 阿部香澄
  • Organizer: さばえものづくり博覧会2018 基調講演
  • Invited
• [Presentation] 遠隔地から乳幼児とふれあえるテレ保育ロボットを用いた遊び成立支援システムの検討 (2018)
  • Author(s): 阿部香澄
  • Organizer: 日本学術振興会 RPD研究交流会
• [Presentation] Estimation of child personality for child-robot interaction (2017)
  • Author(s): Abe Kasumi、Hamada Yuki、Nagai Takayuki、Shiomi Masahiro、Omori Takashi
  • Organizer: 26th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ロボットとの遊び行動分析に基づく子どもの性格推定 (2017)
  • Author(s): 阿部 香澄、濱田 侑輝、長井 隆行、塩見 昌裕、大森 隆司
  • Organizer: 第35回日本ロボット学会学術講演会
• [Remarks] 遠隔育児支援ロボットChiCaRo
  • URL: http://www.rlg.sys.es.osaka-u.ac.jp/chicaro/
• [Remarks] 子育てのあり方を変える 遠隔育児支援ロボット「ChiCaRo」
  • URL: http://www.rlg.sys.es.osaka-u.ac.jp/chicaro/
• [Remarks] 子育てのあり方を変える 遠隔育児支援ロボット「ChiCaRo」
  • URL: http://apple.ee.uec.ac.jp/chicaro/
• [Remarks] 遠隔保育ロボットChiCaRo（チカロ）公式サイト
  • URL: http://apple.ee.uec.ac.jp/chicaro/
• [Patent(Industrial Property Rights)] コミュニケーション支援システム、ロボット、動画処理装置および動画処理プログラム (2018)
  • Inventor(s): 阿部 香澄 , 長井 隆行
  • Industrial Property Rights Holder: 電気通信大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2018-177186
  • Filing Date: 2018