The 28th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2014
- 1 -
身体性
操作者
存
感
接触感覚
与え
影響
Effect on the reality of the contact sensation of the device
’s embodiment and the operator’s presence
山口
隆浩
*1
中
一晶
*1*2
中西
英之
*１
Takahiro Yamaguchi Kazuaki Tanaka Hideyuki Nakanishi
*1
大阪大学大学院工学研究科
知能
機能創
工学専攻
*2
独立行政法人科学技術振興機構
, CREST
Various devices which enable to make physical contact with a remote person have been researched. But it hasn’t been known yet what factors can make users feel as if they were actually making physical contact. We built a hypothesis that embodied
devices and an operator’s presence are the factors. We developed a robot hand that has real appearance and shape of a human hand for remote massage, and conducted an experiment to confirm that systems for remote physical contact with embodied
device and with operator’s live video improve the reality of the contact sensation. As a result, we concluded that the two factors improve the reality of the contact sensation.
1.
はじめに
遠隔地 い 相手 身体接触 再現 様々
研究，開発 ． 一例 Hooman Samani
開発 Kissenger[Samani 11]，Flank Vetere Hug Over a Distance[Vetere 05]，遠隔地間 握手 再現
[Kasuga 05] あ ．Kissenger ボ 付い い
ン製 唇 キ 相手側 ボ 力や力加減
再現 あ ．Hug Over a Distance 遠隔
再現 あ ，相手側 遠隔操作 空気
膨 ，着用者 感覚 与
え 仕組 い ．
以 う ，種々 身体接触 遠隔地間 再現
研究，開発 い ， う い
う 要因 接触感覚 生 出 いう 明
い い． 本研究 ， 要因 考え，実験
検証 ．
考え 要因 1 ， 身体性 挙
． 外見，形状 人間 身体性 再現
あ ば， 操作者 身体 一部 あ 感 や い
考え あ ．実際，人 手 再現 ボ
ン 用い 遠隔握手 実験[Nakanishi 2014] い ，実
際 遠隔地 人 握手 感 評価 被験者 多
い ． ，身体性 有 い 比較 行わ
い い ， 比較 本研究 行 ．
2 目 要因 ，操作者 存 感 考え ． 理
，操作者 存 感 感 ， 実
際 操作者 操作 い いう感覚 強 ，
接触 ，操作者 接触 様 感 期待
あ ．遠隔地 い 相手 存 感 向 代表的
方法 ，相手 等身大 映像 提示 ば い 知
い [Prussog 94]．本研究 相手 存 感 向
映像 提示 方法 採用 ，映像 有無 身体接触
与え 影響 検証 ．
2.
実験
2.1
仮説
本実験 目的 ， 身体性 操作者 存 感 接
触感覚 与え 影響 解明 あ ．
身体性 付与 ， 操作者 身体 一
部 あ 感 期待 ． 次 仮説 1 立
．
仮説 1： 身体性 接触感覚 向
．
，操作者 存 感 感 ， 実際 操
作者 操作 い 感 考え ． 次 仮説
2 立 ．
仮説2：操作者 存 感 接触感覚 向 ．
2.2
実験タシク
身体接触 様々 あ ，本研究 ，
身体性 操作者 存 感 接触感覚 与え 影響
調べ ，会話 接触感覚以外 要素 排 ， 接触
感覚 集中 タ 望 い 考え ． ，本実
験 ，遠隔マ いうタ 採用 ．
2.3
マッサヺザ用ロボッテハンデ
身体性 有 遠隔マ 用 ， 1 う
人 手 外見 再現 マ 用 ボ ン
開発 ． 2 ボ ン 指 構造 示 ．各関節
ベ ン 部 軸 伸び 状態 90度曲
状態 間 動 ．指 ， う 蛇管(1
本 PE ン 通 ， う 引 関節
回転 ，指 開閉 う い ．PE ン
，外部 ボ タ ， タ 回転
巻 引 仕組 い ．
本 ボ ン 操作方法 ，遠隔操作 自動
2種類 あ ．遠隔操作 3 示 う ，各指
曲 セン 内蔵 手袋 使用 ．操作者 指 曲
具合 セン 検出 ， 値 応 タ 回転量 決
，操作者 手 動 ボ ン 動 同期 ．
連絡先：中西英之，大阪大学大学院工学研究科
知能 機能創 工学専攻，[email protected]
The 28th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2014
- 2 -
自動 ， タ 回転量 時間 周期関数 与え
．後述 う ，実験 特徴
応 使い ．
ボ ン 外見 形状 人 手 近 ， ム
硬度0 人肌 覆 ．本研究 ， 身体性 ，
外見，形状 定義 ，一般 人 手 有 柔
や体温 い 要素 含 い．従 ，外見以外 要素 実
験 比較対象 用い 一般的 マ 器 一致 必
要 あ ，各指 人肌 マ 器 揉 玉
同 程度 固 ム 貼 付 ． 1 手袋
被 あ ．
2.4
実験条件
身体性 有無 接触感覚 与え 影
響 調べ ，身体性 有 有 い
比較 必要 あ ．本研究 い ，身体性
外見，形状 意味 ．身体性 有 々
開発 マ 用 ボ ン ，身体性 有 い
販 一般的 マ 器 用い ．
，操作者 存 感 本実験 操作者 映像 提示
与え，映像 あ 場合 い場合 接触感覚
与え 影響 比較 ．
実験条件 ， 記2 要因 組 合わ 4
う ，以 4条件 設定 ．
映像あ 身体性あ 条件 ：操作者 映像 見 ， ボ
ン 用い マ ．
映像 身体性あ 条件：操作者 映像 見 ， ボ
ン 用い マ ．
映像あ 身体性 条件 ：操作者 映像 見 ，マ
器 用い マ ．
映像 身体性 条件 ：操作者 映像 見 ，マ
器 用い マ ．
2.5
実験手順
実験 開始 前 ，被験者 対 前説明 行 ．
，本実験 腕 マ う 説明 ，
ボ ン 及びマ 器 遠隔操作 動
伝え ． 信 う ，
ボ ン い ，遠隔操作 用い 説明者
手 ボ ン 同期 動 様子 実演 ． 後，
両方 マ い，マ
強 両者 同 う ボ ン 握力 タ
回転量 調節 ．
以 前説明 終了 後，前節 述べ 4条件 実験
行 ． 序 効果 ，実施 条件
番 被験者 変え ．
い 条件 い 冒頭，被験者 ， 遠隔地
い 人 操作 い 及び操作者 音声
い 伝え ．各条件 マ 前 挨拶部，マ
部，マ 後 挨拶部 3 部 い ．
マ 前 挨拶部 ，操作者 被験者
話 ，被験者 応え ，操作者 ，
マ 始 い 言う．
後，マ 部 入 ， ボ ン マ
器 マ 1 間行う． 際，会話 一 行わ い．
マ 開始 1 経過 ，操作者 ，
マ 終わ い ．あ う い
言い，マ や ，実験終了 あ ．
1 マ 用 ボ ン
PE ン 蛇 管
ベ アリン グ
ワ イヤ止 め
3 遠隔操作用手袋
2 指 構造
曲げセンサ
身体性 あ
映 像
し
映像
身体性 条 件
映像
身体性あ 条件
あ
映像あ
身体性 条 件
映像あ
身体性あ 条件
The 28th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2014
- 3 -
前説明 ， ボ ン マ 器 遠隔操作 動
被験者 説明 ，4 条件 い 両者 動
統制 自動 用い ．
2.6
実験環境
5 映像あ 身体性あ 条件 実験環境 示 あ
．映像 条件 プ 無 ，身体性 条件
ボ ン マ 器 変わ ， 以外 相
点 い．
(1) 音声
マ 被験者側 操作者側 両方 あ ．被験
者側 マ 5 板 裏 設置 ， ボ
ン 伸び い 方向 操作者 声 聞 え う
い ．
(2) 映像
映像あ 条件 操作者 映像 10 ンチ プ
被験者 提示 ． プ 被験者 正対 正面
壁 縦長 立 ．映像 範 ，操作者 胸部
あ ．
25 25
ボ ン
プ
10
70 30
板
25
5 実験環境
7 実験結果
p<0.01
あ 人
マ
感
マ
気持
p<0.005
8 プ 気持 関 結果
1 2 3 4 5 6 7
1,2 3,4,5 6,7
映 像なし 身体性 なし
映 像あり 身体性 なし
映 像なし 身体性 あり
映 像あり 身体性 あり
開
閉
開
6 ボ ン マ 器 動
単 位：cm
実 験 前 ア ン ケ ー ト の 結 果
よ
類 人
マ 好
マ 器
The 28th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2014
- 4 -
(3) マッサヺザボ ン マ 器 用い ，右腕 手
いう ボ 刺激 ． ボ ン マ 器 動 6
示 ．マ 器 実験 際 4 う 白い 包
．
2.7
アンケヺテ
実験前後 被験者 対 以 ン 行 ．
(1) 実験前に行ったアンケヺテ
人 マ ，マ 器 好 ．
質問 ，7 段階 答え い，1 近いほ マ
器 好 ，7 近いほ 人 マ 好 ．
(2) 実験後に行ったアンケヺテ
マ 気持 ．
あ 人 マ 感 ．
質問 ，7段階 尺度 答え ．1 全
当 い，2 当 い，3 やや当 い，
4 いえ い，5 やや当 ，6 当 ，7
非常 あ ， 対応 ．
3.
結果ヹ考察
々 大学 近 大学生 10人 対 被験者内実
験 行 ．あ 人 マ 感 ，及び
マ 気持 ， 目 結果 7 示 ．棒
平均値 ，エ 標準誤差 表 ．あ 人
マ 感 ， 目 い
身体性 操作者 存 感 要因 対応あ 要因 散
析 行 結果， 身体性(F(1,9)=19.87, p<0.005)， 操作者 存 感(F(1,9)=11.24, p<0.01) 主効果 有意 あ ．
，仮説1，仮説2 支持 結果 あ ．身体性あ 条件
， ボ ン い ， マ 器 機械的
見 目 ，人 手 形 い ， 壁 向 う 実
際 人 手 出 マ う あ 意
見 あ ， ，身体性 要 あ ．
， 販 マ 器 動 人 い
意見 ， ボ ン 単 外見，形状 ，
形状 あ 動 人 手 似 ，
実際 人 マ 感覚 向 い 考え
．
映像あ 条件 ，被験者 意見 画面 中 い 人
顔 見 ，人 マ い いう実感 わい
いう意見 あ う ，遠隔地 い 操作者 存 意識 ，
実際 人 マ 感覚 増 考え ．
次 ，身体性 操作者 存 感 接触感覚 与え
影響 大 比較 ． 7 ，映像 身体性 条件
基準 ， 映像 加え 映像あ 身体性 条件
，身体性 加え 映像 身体性あ 条件 方 ，評
価 高 い ，身体性 影響 方 大 い
いえ ． ，操作者 映像 あ マ 器 機械
的 外見 あ ，人 感 い あ
考え ．中 操作者 映像 あ ，マ 器
機械的 あ 和感 あ いう意見 あ ，映像 加
え マ 要因 可能性 あ 考え ．
次 ，マ 気持 ， 目 い 述べ ．
7 ，身体性 条件 方 高 い ， マ
器 元々 マ 作 い 気持 い
いう意見 あ ， ボ ン い 影響
い 考え ． ， 結果 実験前 行 ，人
マ マ 器 好 ， いう ン
結果 従 被験者 プ ， プ 本 目
結果 示 8 う ． プ ，実験前
ン い 1,2 選 プ，3,4,5 選
プ，6,7 選 プ ， 8 縦軸 示 ．
，1,2 選 マ 器 方 好 プ，3,4,5
選 中間的 プ，6,7 選 人 マ
好 プ 進 ，身体性あ 条件 評価 身体
性 条件 対 相対的 昇 い ． 結
果 ， 身体性 付与 確 接触感
覚 向 い 示 い いえ ．
4.
おわりに
本研究 ，遠隔接触 い ， 身体性
操作者 存 感 接触感覚 向
い 考え， 検証 ，遠隔マ
いうタ 実験 行 ．
結果，身体性 有 ボ ン 用い 場合，及び
操作者 映像 提示 場合 実際 人 マ
感覚 向 ，身体性 操作者 存 感 接触感覚
向 ．
謝辞
本研究 ，JST CREST 人 存 伝 携帯型遠隔操
作 ン 研究開発(研究領域：共生社会 向 人間調
和型情報技術 構築) 支援 ．
参考文献
[Kasuga 05] Kasuga, T. and Hashimoto, M.: Human-Robot Handshaking using Neural Oscillators, Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp.3813-3815, IEEE, 2005.
[Nakanishi 2014] Nakanishi, H. Tanaka, K. and Wada, Y.: Remote Handshaking: Touch Enhances Video-Mediated Social Telepresence, International Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI2014), 2014.
[Prussog 94] Prussog, A., Muhlbach, L. and Bocker, M.: Telepresence in Videocommunications, Proceedings of Annual Meeting of Human Factors and Ergonomics Society, pp.25-38, SAGE, 1994.
[Samani 12] Samani, H. A., Parsani, R., Rodriguez, T. R., Saadatian, E., Dissanavale, K. H. and Cheok, A. D.: Kissenger: Design of a Kiss Transmission Device, Proceedings of the Designing Interactive Systems Conference, pp.48-57, ACM, 2012. [Vetere 05] Vetere. F., Gibbs, M. R., Kjeldskov, J., Howard, S., Mueller, F., Pedell, S., Mecoles, K. and Bunyan, M.: Mediating Intimacy: Designing Technologies to Support Strong-Tie
Relationships, CHI ’05 Proceedings of the SIGCHI Conference on
