脳リズムによる、人-人、人-ロボット対話時の「適切な間(ま)」の評価

• Project Area: Founding a creative society via collaboration among humans and robots
• Project/Area Number: 22118510
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 川崎 真弘 独立行政法人理化学研究所, 脳リズムモデル連携ユニット, 研究員 (40513370)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000); Fiscal Year 2011: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2010: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
• Keywords: コミュニケーション / 脳波 / 感情 / ロボット / ワーキングメモリ / 振動 / 対話 / 動機づけ

Research Abstract

ロボットに思いやりを感じさせるコミュニケーション力を求めるために、本研究では、人間同士の対話における「適切な間(ま)」の原理的な理解と、それを参考にしたロボットの対話リズム構築、を目的とした。特に脳波を用いた同期現象に注目して、人と人、人とロボットの対話リズム、その2被験者より同時に得られた脳波リズムの関係性を明らかにすることを目指し、交互にアルファベットを発声し合う交互発話課題を行った。ロボットはPoCoBotを使用した。
第1に、人とロボットの対話コミュニケーションはアンケート(主観的感情)、発話間隔、脳波リズムについて大きく異なることが示された。人間同士の実験で主観的感情は快適さが高く、発話間隔は同期しやすく、脳波は側頭連合野の低周波のリズム(シータ波およびアルファ波)が同期する結果を示した。第2に音声の異なるロボットを用いて対話コミュニケーションを行った結果、電子音を発するロボットに比べ、被験者自身の声に近い音声を発するロボットの方がより人間に近いパフォーマンスや脳波リズムを示すことが分かった。最後に、人と人の対話コミュニケーション時のパフォーマンスや脳波リズムは、人とロボットによる実験後により同期することが示された。
近年、複数名の脳活動を同時に計測・分析する研究が進められており、本研究は対話リズムに関連した脳波リズム同期の結果を加えるもので、神経科学にとって意義がある。また人同士のコミュニケーションが人とロボットのコミュニケーションに影響されることを示したことで社会現場へ導入するロボットの検討を行うことが可能になりロボット工学としても重要性が高い。

Research Products

• [Journal Article] Effects of subjective preference of colors on attention-related occipital theta oscillations (2012)
  • Author(s): Masahiro Kawasaki, Yoko Yamaguchi
  • Journal Title: NeuroImage Volume: 59 Pages: 808-814
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 主観的好みに影響されたワーキングメモリの神経機構 (2011)
  • Author(s): 川崎真弘・山口陽子
  • Journal Title: 電子情報通信学会論文誌「情報・システム:D」 Volume: J94-D9 Pages: 1570-1578
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] シータ波とアルファ波を用いた運転技能の向上に伴う喜びと満足度の推定 (2010)
  • Author(s): 川崎真弘・甲斐田幸佐・岸浩司・渡部生聖・山田整・山口陽子
  • Journal Title: 人間工学 Volume: 46(5) Pages: 307-316
  • NAID: 10028058069
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamic links between theta executive functions and alpha storage buffers in auditory and visual working memory (2010)
  • Author(s): Masahiro Kawasaki, Keiichi Kitajo, Yoko Yamaguchi
  • Journal Title: European Journal of Neuroscience Volume: 31 Pages: 1683-1689
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Human recognition memory : Neural oscillations in familiarity and recollection (2011)
  • Author(s): Florence Kleberg, Keiichi Kitajo, Masahiro Kawasaki, Yoko Yamaguchi
  • Organizer: 日本認知心理学会第9回大会
  • Place of Presentation: 東京都豊島区
  • Year and Date: 2011-05-30
• [Presentation] 人とロボットの発話リズムの調整に関わる脳リズム (2011)
  • Author(s): 川崎真弘・山田陽平・牛久陽介・宮内英里・山口陽子
  • Organizer: 電子情報通信学会ヒューマンコミュニケーショングループ(HCG)シンポジウム
  • Place of Presentation: 高松
• [Presentation] ロボットとの対話がもたらす人の発話リズム変化 (2011)
  • Author(s): 川崎真弘・山田陽平・牛久陽介・宮内英里・山口陽子
  • Organizer: HAIシンポジウム2011
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Neuraldynamics of emotional judgments in the human brain (2011)
  • Author(s): Kazuko Hiyoshi, Francois Vialatte, Masahiro Kawasaki, Hidenao Fukuyama, Andrzej Cichocki
  • Organizer: 3rd International Joint Conference on Computational Intelligence
  • Place of Presentation: Paris
• [Presentation] Dual EEG analyses for synchronized behaviors of two person during an alternately tapping (2011)
  • Author(s): Masahiro Kawasaki, Keiichi Kitajo, Yoko Yamaguchi
  • Organizer: 8th World Congress of International Brain Research Organization (IBRO)
  • Place of Presentation: Florence
• [Presentation] Multi-modal processing of facial and vocal information in the human brain (2011)
  • Author(s): Kazuko Hiyoshi, Masahiro Kawasaki, Francois Vialatte, Hidenao Fukuyama, Andrzej Cichocki
  • Organizer: 8th World Congress of International Brain Research Organization (IBRO)
  • Place of Presentation: Florence
• [Presentation] Spatiotemporal dynamics of theta band phase synchronization underlying perceptual closure process in two-tone visual image presentation (2011)
  • Author(s): Yuta Kakimoto, Masahiro Kawasaki, Kazuyuki Aihara, Yoko Yamaguchi
  • Organizer: 8th World Congress of International Brain Research Organization (IBRO)
  • Place of Presentation: Florence
• [Presentation] A Model study on multiple frequency phase synchronization of human EEG (2011)
  • Author(s): Yoko Yamaguchi, Masahiro Kawasaki, Keiichi Kitajo
  • Organizer: 3rd International Conference on Cognitive Neurodynamics
  • Place of Presentation: ニセコ
• [Presentation] Prestimulus neural oscillations contribute to recollection and familiarity (2011)
  • Author(s): Florence Kleberg, Keiichi Kitajo, Masahiro Kawasaki, Yoko Yamaguchi
  • Organizer: 3rd International Conference on Cognitive Neurodynamics
  • Place of Presentation: ニセコ
• [Presentation] Color preference affects the visual working memory capacity (2011)
  • Author(s): Masahiro Kawasaki, Yoko Yamaguchi
  • Organizer: 17th Annual Meeting of Human Brain Mapping
  • Place of Presentation: Quebec City
• [Presentation] 協調タッピング課題時の「間(ま)」に関する2名の脳リズム解析 (2011)
  • Author(s): 川崎真弘・北城圭一・山口陽子
  • Organizer: 電子情報通信学会ヒューマン情報処理研究会(HIP)
  • Place of Presentation: 沖縄
• [Presentation] Human EEG : measurements and analyses in cognitive tasks (2011)
  • Author(s): Masahiro Kawasaki
  • Organizer: 4th International Conference of Cognitive Science
  • Place of Presentation: Teheran
• [Presentation] Effects of subjective preference for color on attention-related occipital theta activity (2011)
  • Author(s): Masahiro Kawasaki, Yoko Yamaguchi
  • Organizer: 18th Annual Meeting of Cognitive Neuroscience Society
  • Place of Presentation: San Francisco
• [Presentation] Human frontal beta activity for monetary-reward motivation facilitates the visual working memory system (2010)
  • Author(s): M.Kawasaki, Y.Yamaguchi
  • Organizer: the 40th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: San Diego, USA
• [Presentation] Revealed alpha power enhancement in two-tone image recognition with intermittent masking (2010)
  • Author(s): Y.Kakimoto, M.Kawasaki, K.Aihara, Y.Yamaguchi
  • Organizer: the 40th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: San Diego, USA
• [Presentation] A computational model of the working memory control based on EEG theta-alpha 1:2 cross-frequency synchronization. (2010)
  • Author(s): D.Chik, M.Kawasaki, Y.Yamaguchi
  • Organizer: the 40th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: San Diego, USA
• [Presentation] Fronto-parietal theta synchronizations for perspective takings from self-view to other-view. (2010)
  • Author(s): M.Kawasaki, Y.Yamaguchi
  • Organizer: the 4th Annual Meeting of the Social & Affective Neuroscience Society
  • Place of Presentation: Chicago, USA
• [Presentation] Double frequency synchronization for working memory operation in the brain-a computational study for bridging human scalp EEG data and neural dynamics. (2010)
  • Author(s): Y.Yamaguchi, D, Chik, M.Kawasaki, H.Oka
  • Organizer: the Neuroinformatics 2010
  • Place of Presentation: Kobe
• [Presentation] Hierarchical control structures of the frontal theta and alpha activity for the dual auditory and visual working memory task. (2010)
  • Author(s): M.Kawasaki, K.Kitajo, Y.Yamaguchi
  • Organizer: International Journal of Psychophysiology
  • Place of Presentation: Budapest, Hungary
• [Presentation] Human frontal beta activity for monetary reward motivation increases visual working memory capacity. (2010)
  • Author(s): M.Kawasaki
  • Organizer: the 17th Annual Meeting of Cognitive Neuroscience Society
  • Place of Presentation: Montreal, Canada
• [Presentation] 主観的な好みに影響されたワーキングメモリの神経基盤 (2010)
  • Author(s): 川崎真弘・山口陽子
  • Organizer: 電子情報通信学会ヒューマンコミュニケーショングループ(HCG)シンポジウム
  • Place of Presentation: 宮崎
• [Presentation] 色の主観的な好みに関する脳波リズム (2010)
  • Author(s): 川崎真弘・山口陽子
  • Organizer: 電子情報通信学会ヒューマン情報処理研究会
  • Place of Presentation: 仙台
• [Presentation] 作業記憶の脳波リズム回路、その報酬と注意による制御 (2010)
  • Author(s): 川崎真弘・David Taiwai Chik・北城圭一・山口陽子
  • Organizer: 包括脳夏のワークショップ
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] 脳波リズムを用いた運転時のフロー状態の推定 (2010)
  • Author(s): 川崎真弘・甲斐田幸佐・岸浩司・渡部生聖・山田整・山口陽子
  • Organizer: 日本人間工学会第51回大会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Book] Human oscillatory EEG activities representing work
  • Author(s): Masahiro Kawasaki
  • Publisher: InTech "NeuroImaging book 3"(In press)