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2018 年度 実績報告書

認知症予防を目指した共感的情動表現を行うアニマル型瞳孔反応ロボットの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K01560
研究機関岡山県立大学

研究代表者

瀬島 吉裕  岡山県立大学, 情報工学部, 助教 (40584404)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードヒューマンロボットインタラクション / ヒューマンインタフェース / 感情表現 / メディア表現 / 場の盛り上がり / 親近感 / ロボットセラピー / 感性ロボティクス
研究実績の概要

本研究では,(1)快情動を伴う瞳孔反応のモデル化,(2)アニマル型瞳孔反応ロボットの開発,の検討を進めた.
(1)では,まず快情動の典型として笑いに着目し,笑い時における瞳孔反応を解析した.その結果,快情動を伴う笑い時には,瞳孔が顕著に拡大することを示した.またリラックス等の快情動の沈静状態では,瞳孔が顕著に縮小することを確認した.次に,快情動に生成される音声に着目し,発話音声と情動状態との関係性について瞳孔計測装置を用いて解析した.この解析では,意味情報を含まない母音の発話,情動を意識しない発話,情動を意識した発話,の3種類を対象とした.その結果,単に母音を発声した状態であっても,発話に同調して瞳孔が拡大することを明らかにした.とくに,情動を意識した発話では,瞳孔が約1.5倍程度拡大することを確認した.これらの結果に基づいて,発話音声に同調して瞳孔反応を生成するモデルを開発した.このモデルは,予め閾値を設定しており,入力音声が閾値を超えると,瞳孔の拡大反応を生成するものである.
(2)では,上記の知見をこれまで開発してきた瞳孔反応インタフェースに適用し,瞳孔反応のコミュニケーション効果を評価した.このインタフェースでは,半球ディスプレイにCGモデルを投影しており,瞳孔反応の拡大・縮小率を制御することができる.このインタフェースを用いて実験を行った結果,人間と同様の1.5倍まで拡大する表現が好まれることを確認した.次に,カメラにおける絞り機構を参考に,機構的に瞳孔反応を表現する瞳孔反応ロボットを開発した.このロボットはヒトの眼球の2倍の大きさであり,サーボモータにより制御している.このロボットに上記(1)のモデルを適用して実験を行った結果,発話に同調した瞳孔反応が「熱意」「感情表現」「興味度合い」等の,いわゆる親近性が向上する等,開発したモデルおよびロボットの有効性を確認した.

備考

日本福祉工学会第18回論文賞受賞、第14回子ども学会議(学術集会)優秀発表賞受賞
電気学会優秀論文発表賞受賞、電子情報通信学会中国支部連合大会奨励賞受賞、第18回IEEE広島支部学生シンポジウム優秀研究賞受賞

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 情動評価のためのラッセルの円環モデルに基づく感情重心推定手法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      江川翔一,瀬島吉裕,佐藤洋一郎
    • 雑誌名

      日本感性工学会論文誌

      巻: Vol.18, No.3 ページ: 187-193

    • DOI

      https://doi.org/10.5057/jjske.TJSKE-D-18-00069

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Development of a Pupil Response System with Empathy Expression in Face-to-Face Body Contact2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sejima, Yoichiro Sato, Tomio Watanabe
    • 学会等名
      10th International Conference on Applied Human Factors and Ergonomics and the Affiliated Conferences (AHFE2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] 親近感向上のための身体接触に基づく瞳孔反応ペットロボットの開発2019

    • 著者名/発表者名
      瀬島吉裕,佐藤洋一郎,渡辺富夫
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
  • [学会発表] A Speech-Driven Pupil Response System with Affective Expression Using Hemispherical Displays2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sejima, Shoichi Egawa, Ryosuke Maeda, Yoichiro Sato, Tomio Watanabe
    • 学会等名
      27th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] A Video Communication System with a Virtual Pupil CG Superimposed on the Partner's Pupil2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sejima, Ryosuke Maeda, Daichi Hasegawa, Yoichiro Sato, Tomio Watanabe
    • 学会等名
      20th International Conference on Human-Computer Interaction (HCII2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Video Chat System Superimposing a Pupil CG Synchronized with Utterance on the Partner's Pupil2018

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Maeda, Shoichi Egawa, Yoshihiro Sejima, Yoichiro Sato, Tomio Watanabe
    • 学会等名
      23rd International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] 対話者の同時発声を付加した熱伝導方程式に基づく場の盛り上がり推定モデル2018

    • 著者名/発表者名
      瀬島吉裕,渡辺富夫,佐藤洋一郎
    • 学会等名
      日本機械学会 第28回設計工学・システム部門講演会
  • [学会発表] 聞き手の頭部動作に同調する瞳孔反応生成キャラクタの開発2018

    • 著者名/発表者名
      前田涼介,長谷川大地,瀬島吉裕,佐藤洋一郎,渡辺富夫
    • 学会等名
      日本機械学会 第28回設計工学・システム部門講演会
  • [学会発表] 子どもとの親近性向上のための遊びロボットにおける瞳孔反応を用いたインタラクション設計2018

    • 著者名/発表者名
      瀬島吉裕,前田涼介,長谷川大地,佐藤洋一郎,渡辺富夫
    • 学会等名
      日本機械学会 2018年度年次大会
  • [学会発表] コミュニケーションロボットのための時間的眼色変化を付加した感情表現2018

    • 著者名/発表者名
      瀬島吉裕,佐藤洋一郎
    • 学会等名
      第20回日本感性工学会大会
  • [学会発表] 対面における身体接触を伴う共感表現を付加した瞳孔反応システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      瀬島吉裕,前田涼介,長谷川大地,佐藤洋一郎,渡辺富夫
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
  • [産業財産権] ロボット装置2019

    • 発明者名
      瀬島吉裕,佐藤洋一郎
    • 権利者名
      瀬島吉裕,佐藤洋一郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願 2019-034576

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公開日: 2019-12-27  

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