Development and Evaluation of a Weight-shifting Method that Facilitates Communication and Empathy in HRI

• Project Area: Studies on intelligent systems for dialogue toward the human-machine symbiotic society
• Project/Area Number: 22H04856
• 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: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 田中 文英 筑波大学, システム情報系, 教授 (50512787)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥11,570,000 (Direct Cost: ¥8,900,000、Indirect Cost: ¥2,670,000); Fiscal Year 2023: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2022: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 知能ロボティクス

Outline of Research at the Start

ロボットの発話に「重み」を与え、対話継続と共感促進を目指す手法として、対話ロボットの発するメッセージに物理的な重量感を付与する技術を開発する。本研究では、この基本原理に基づきこれまでに開発された機構を備えたロボットを用いて本手法の効果検証を行う。さらには、対話知能学における新しい問題の提示を目指した探索的な研究も行う。

Outline of Annual Research Achievements

当初研究計画で予定していたOMOY-3Dの開発と検証、それらの成果発表を全て高いレベルで実施することができ、さらには領域会議や班会議での議論をふまえた新たな研究でも成果を挙げることが出来た。
より具体的には、対話ロボットの発するメッセージに物理的な重量感を付与することによって心理的にも「重み」を感じさせ、結果として対話継続や共感促進につながることを目指す手法として3次元運動が可能なタングステン重みを内蔵した球体モジュールOMOY-3Dを開発し、ユーザ実験を通じて特定の感情表現を行う重み運動パターンを明らかにした。この研究成果はロボット工学分野の最高峰国際会議であるIEEE ICRA 2023にてフルペーパー発表されている。
さらには対話知能の応用例の1つとしての社会的仲介ロボットに関わる別の研究として、仲介相手を考慮した対話知能に関する調査研究と調査結果分析を実施し、その設計指針をまとめあげて国際雑誌International Journal of Social Roboticsにて報告した。
これらと並行して、領域会議や班会議での議論をふまえて対話知能学の新しい問題を開拓する研究活動も行い、音像定位を活用した体内エージェントという新しい対話エージェントの概念を提案し、腹部に着用するウェアラブルデバイスとして実装した。さらにはユーザ実験を実施して、特に情緒的孤独感の抑制効果があることも確かめた。これらの研究成果はHAIシンポジウム2024にて最優秀論文賞を受賞した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] How Should a Social Mediator Robot Convey Messages About the Self-Disclosures of Elderly People to Recipients? (2023)
  • Author(s): Yohei Noguchi, Hiroko Kamide, Fumihide Tanaka
  • Journal Title: International Journal of Social Robotics Volume: 15 Issue: 7 Pages: 1079-1099
  • DOI: 10.1007/s12369-023-01016-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 体内エージェントの提案とユーザの情緒的孤独感抑制の検証 (2024)
  • Author(s): 河原 歩夢, 田中 文英
  • Organizer: HAIシンポジウム2024
• [Presentation] 体内バーチャルエージェントとのマルチモーダル対話のための音像定位装置の開発 (2023)
  • Author(s): 河原 歩夢, 田中 文英
  • Organizer: ロボティクス・メカトロニクス講演会2023
• [Presentation] 意識行動変容に向けた締め付けインタラクションを行う腕上移動ウェアラブルロボットの開発 (2023)
  • Author(s): 木村 晃二, 平野 太一, 田中 文英
  • Organizer: ロボティクス・メカトロニクス講演会2023
• [Presentation] 球体型移動ロボットの走行時における揺れの性質を変化させるためのWeight-Shifting機構の開発と制御 (2023)
  • Author(s): 太田 尚都, 田中 文英
  • Organizer: ロボティクス・メカトロニクス講演会2023
• [Presentation] 多言語翻訳がもたらす意識と行動の変容による誹謗中傷抑制 (2023)
  • Author(s): 平野 太一, 田中 文英
  • Organizer: 2023年度人工知能学会全国大会
• [Presentation] A Plug-in Weight-Shifting Module That Adds Emotional Expressiveness to Inanimate Objects in Handheld Interaction (2023)
  • Author(s): Yohei Noguchi, Yijie Guo, Fumihide Tanaka
  • Organizer: 2023 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Personality Traits for a Social Mediator Robot Encouraging Elderly Self-Disclosure on Loss Experiences (2023)
  • Author(s): Fumihide Tanaka
  • Organizer: 18th Annual ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] SNSの誹謗中傷抑制に向けた投稿者の意識・行動変容を促す手法の検討 (2022)
  • Author(s): 平野 太一, 田中 文英
  • Organizer: 2022年度人工知能学会全国大会（第36回）
• [Presentation] バーチャルエージェントの表出能力や社会性を向上させる内部おもり可動装置の開発 (2022)
  • Author(s): 河原 歩夢, 野口 洋平, 田中 文英
  • Organizer: 2022年度人工知能学会全国大会（第36回）
• [Presentation] 猫が人間にすり寄る行動から着想を得たセラピーロボットの開発 (2022)
  • Author(s): 安達 悠河, 田中 文英
  • Organizer: ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
• [Presentation] 重心移動を用いた仲介役ロボットの介入行動は対人葛藤場面における人々の攻撃的感情を抑制するか？ (2022)
  • Author(s): 野口 洋平, 上出 寛子, 田中 文英
  • Organizer: 2022年度人工知能学会全国大会（第36回）