ロボットの行動原理を形成した経験の提示が行動の意図を人に想定させるか

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人工知能学会研究会資料 SIG-AGI-009-03

ロボットの行動原理を形成した経験の提示が

行動の意図を人に想定させるか

Does Showing the Experience Forming

the Behavioral Principle of the Robot

Make Human Suppose the Intention of Action?

永吉秋平

1∗

_奥岡耕平

1

_大澤正彦

1,2

_今井倫太

1

Shuhei Nagayoshi

1

Kohei Okuoka

1

Masahiko Osawa

1,2

Michita Imai

1 1

_{慶應義塾大学理工学部}

1

_{Faculty of Science and Technology, Keio University}

2

_{日本学術振興会特別研究員}

_(DC1)

2

_{Japan Society for the Promoton of Science, Research Fellow (DC1)}

Abstract: Dennett cites three stances of physical, design, and intention as a stance for people to understand the object. In interaction with a robot, it has been claimed that smooth communication is performed when a person attributes an intentional stance to a robot. In this research, we made a hypothesis that showing the experiences of forming the behavioral principles of robots contributes to the attribution of the user’s intentional stance, and verified it through experiments.

1 はじめに

近年、ソフトバンクのPepper*1_{に代表されるように、} コミュニーケーションロボットがさまざまな場面において導入されており、ロボットが人間と円滑にインタラクションを行うことに対する需要が高まっている。人間との円滑なインタラクションを実現するためには、人間がロボットをどのような存在として捉えるかということについての理解が必要である。 Dennetは人間が何らかの対象の振る舞いを理解する際に用いる認知バイアスとして3つのスタンスを提案している[1]。対象の振る舞いが物理法則に従っていると解釈する”物理スタンス”、対象の振る舞いが設計に従っていると解釈する”設計スタンス”、対象の振る舞いが意図によって合理的に生成されていると解釈する”意図スタンス”の３つである。既存研究において、ロボットによる人間との円滑なインタラクションを実現するためには、人間がロボットに対し意図スタンスを帰属するこ ∗連絡先：慶應義塾大学理工学部情報工学科〒223-8522 神奈川県横浜市港北区日吉３丁目１４−１ E-mail: [email protected] *1_{http://www.softbank.jp/robot} 図1 実験に用いた映像の様子とが重要であることが示されている[2]。意図スタンスと設計スタンスの違いについて、寺田ら[3]は意図を、対象となるロボットかそれを設計した人間に帰属するかの違いであるとしている。つまり、ロボットの行動が設計者の設計によって実現されているものではないと明示的に示すことができれば、ユーザーに意図スタンスに捉えさせることが可能になると考えられる。そこで本研究では、ロボットが経験から学習して振る舞いを決めていることを提示することで、振る舞いが設計者の設計ではないことを明示的に示し、人のロボットに対する意図スタンスの帰属に寄与するという仮説を立て、検証を行った。

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実験では、ロボットの振る舞いの映像とその行動原理となった経験を示す映像を用意し、実験参加者に視聴してもらい、ロボットの振る舞いに関するアンケートに回答してもらった。また、ロボットの振る舞いと経験する事象の性質がポジティブである場合とネガティブである場合についても比較を行った。アンケートの結果を分析し、分析結果と実験参加者によるコメントから考察を行った。本論文の構成は以下の通りである。まず、第2章で意図スタンスに関する従来研究を取り上げた後に、第3章で本研究で検証する仮説について述べる。第 4 章では実験について説明し、結果を示した上で、第5章で考察を行う。最後に、第6 章で結論を述べる。

2 従来研究

Dennett[1] は人間が対象の振る舞いを捉える際に用いるスタンスを物理スタンス、設計スタンス、意図スタンスの 3つのスタンスに分けて説明した。物理スタンスとは対象が物理法則に従っていると解釈するスタンスで、例えば「目覚まし時計が何故鳴るのか」という疑問に対しては「歯車の動きによってベルが振動し空気の振動が音になるから」といった解釈をする。設計スタンスとは対象がある意図のもとでの設計に従っていると解釈するスタンスで、目覚まし時計の例で言えば「目覚まし時計は決められた時刻に鳴るように作られているから」と解釈をする。最後に、意図スタンスとは対象が意図を持って動いていると解釈するスタンスで、目覚まし時計の例で言えば「寝ている人を起こそうとしているから」と解釈をする。ロボットと人間のインタラクションにおいて人間がロボットに対して意図スタンスを帰属することが、円滑な人ーロボット間のインタラクションの実現に重要であることを山田は指摘している[4]。また武川 [2] の研究では、人間がロボットに対して意図スタンスを帰属することで、機械の複雑な振る舞いを意図に帰着させることで直感的に理解でき、円滑な人―ロボット間のインタラクションが可能になると述べている。従来研究において、人間にロボットに対して意図スタンスを帰属させる様々な手法が提案されている。寺田ら [5]は、意図スタンスを帰属させる手法として、自律的に動作する椅子と人間のインタラクションの実験を通して、注意を向けることとリアクティブな動作が重要であることを示している。また、Gergely[6]らはエージェントのゴール指向性の合理性を理解することが必要だと述べている。図2 実験に用いたコミュニケーションロボット

3 仮説

寺田ら[3]は意図スタンスと設計スタンスの関係について、設計スタンスは意図スタンスから分化するものであると述べている。意図スタンスと設計スタンスの違いは、意図を対象となるロボットかロボットを設計した人間に帰属するかの違いであるとしている。つまり、ロボットの振る舞いが設計者が直接設計した振る舞いではないと明示的に示すことができれば意図スタンスに帰属させることができると考えられる。そこで本研究では、ロボットの振る舞いが設計者の直接的な設計によるものではないことを明示的に示す方法として、ロボットが経験に基づいて学習し、振る舞いを決定させていることを見せることによって設計者の意図ではなく、ロボット自身の意図と判断されるのではないかという仮説を立てた。実際にロボットを用いて実験を行い、ロボットの行動原理を形成した経験を提示することの意図スタンスの帰属に対する影響を調査し、仮説の検証を行った。

4 実験

4.1 実験方法

本実験では前章で提案する仮説の検証を行うために、ロボットの振る舞いの映像とその行動原理となった経験を示す映像を作成し、実験参加者に視聴してもらうことで経験の提示による意図スタンスの帰属に対する影響の評価を行った。実験に用いた映像の様子を図1に示す。実験では、図2に示す川崎ら[7]が開発したロボットを使用した。ロボットは両手の駆動と下部に搭載された両輪の駆動が可能である。また、ロボットが発話する音声として、清丸ら[8]が収集した音声データを利用した。比較する条件として行動原理となる経験提示の有無に

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図3 実験に用いたオブジェクト(左上:ボール(青), 右上:ボール(黄),左下:箱(ピンク),右下:箱(緑)) 表1 制作した映像の内容経験の性質経験提示経験パート振る舞いパートありボールで遊ぶポジティブなし箱で遊ぶボールを追うありボールで痺れるネガティブなし箱で痺れるボールから逃げる加え、ロボットの振る舞いとその行動原理となる経験の性質による影響を考慮し、振る舞いと経験が遊び等のポジティブな場合と怪我をした等のネガティブな場合による比較も行った。実験に用いる映像は、ロボットがオブジェクトとのインタラクションの結果何らかの経験を得る、経験パートとロボットがオブジェクトに対して何らかの振る舞いを示す、振る舞いパートの２つで構成されている。表1に制作した映像の内容を示す。経験提示ありの条件では経験パートと振る舞いパートの両方で同じオブジェクトを用いており、経験パートで示された経験が振る舞いパートの行動原理となっていることを示した。対して、経験提示なし条件では各パート間で異なるオブジェクトを用いることで、経験パートで示された経験が振る舞いパートの行動原理となっていないことを示した。経験提示の条件間で、ロボットの振る舞いの違いによる影響をなくすために、同じ性質条件内において経験提示条件間の違いはオブジェクトの違いのみとした。また、オブジェクトのカラーによる影響を考慮してカラーが違うもの２種類用意し、計８パターンの映像を作成した。実験に利用したオブジェクトを図3に示す。実験参加者として平均年齢21.5歳、男性13名、女性 3名の合計16名に参加してもらった。また、実験参加図4 経験提示の有無による比較図5 経験のポジティブとネガティブによる比較者の多くが工学系の学生であった。実験参加者のうち半数はロボットの行動原理を形成した経験を提示する条件で、もう半数には提示しない条件で行った。また、経験と振る舞いの性質についての条件は１人の実験参加者につき両方を行ってもらった。実験の流れとして、まず教示として実験参加者に意図スタンスと設計スタンスについて第2章と同様に例示を用いて説明をした。次に、経験を提示する条件では行動原理となる経験の映像を、提示しない条件では行動原理とならない映像を視聴してもらい、視聴後どちらの参加者にも同じロボットの振る舞いの映像を視聴してもらった。視聴後、映像で示された振る舞いについてアンケートに回答してもらった。なお、経験の性質についての条件においては実施順の影響をなくすためにカウンターバランスをとった。アンケートでは設計スタンスを１、意図スタンスを７として、映像で見たロボットの振る舞いに対する自身の解釈がどちらのスタンスに近いかを７段階評価で答えてもらった。また、ロボットが映像に示すように振る舞った理由を自由記述してもらった。

4.2 結果

アンケートの結果に対して、分散分析を行った結果交互作用は認められなかったため、各要因間において比較

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を行った。ロボットの行動原理を形成した経験の提示の有無を条件に比較した結果を図4に示す。比較した結果、経験の提示の有無による有意差は認められず、提案する仮説の実証には至らなかった。次に、経験の性質がポジティブであるかネガティブであるかを条件に比較した結果を図5に示す。経験の性質による比較の結果としては、各条件間に有意差は認められなかった。

5 考察

4.2章で示した結果から、ロボットの行動原理を形成した経験の提示の有無の条件において有意差が見られず、仮説の実証には至らなかった。経験提示あり条件において設計スタンス寄りに捉えていた実験参加者の自由記述を見ると、「青いボールを近づけるとセンサーで近づく仕組みになっているから」といった記述が多く見られた。対して、経験提示なし条件における自由記述においても同様に、「ボールとの距離を等しく保つように設計されているから」といった記述が多く見られた。つまり、経験の提示の有無に関わらずロボットではなく設計者の意図を感じ設計スタンスで捉えた参加者が多く、本実験の経験提示の方法ではロボットが学習したということが十分に伝わらなかったということが考えられる。ロボットが学習していることを十分に伝達することが出来なかった要因の一つとして、学習前後の変化を表現することが出来ていなかったということが挙げられる。つまり、ロボットが経験パート以前に振る舞いパートと同条件の状況における振る舞いを提示しなかったために、経験パートで示された経験によって振る舞いパートにおける振る舞いが獲得されたものである、ということが明示化されず、ロボットが学習したということが明確に伝わらなかったものと考えられる。今回の実験参加者は多くが工学系の学生であり、ロボット内部の機構に対する理解が比較的深い。そのため、意図スタンスよりも設計スタンスでロボットの振る舞いを捉えやすかったということも一因であると思われる。コメントでも「まさかとは思うが、それがロボットの好みであったから。だが、それも設定された行動とも取れそう」といったものがあり、一度は意図スタンスで捉えたにも関わらず、ロボットは設計されたものであるという知識が先行して、設計スタンスで解釈し直している様子が見られた。また、経験と振る舞いの性質に関して、ポジティブ条件において「ボールを追うように設計されているから」というコメントした実験参加者が、ネガティブ条件では「黄色のボールが嫌いだから」とロボットの意図を想定しているようなコメントをする参加者が数名存在した。このことから、ポジティブな振る舞いよりネガティブな振る舞いのほうが意図スタンスで捉えられやすい可能性が考えられ、検討する必要があると思われる。

6 おわりに

本研究では、人にロボットに対して意図スタンスを帰属させる手法として、ロボットの行動原理を形成した経験を提示することが影響するという仮説を立て、検証するための実験を行った。実験の結果、経験の提示による有意差は見られず、提案する仮説の実証には至らなかった。理由として、実験参加者に対し、ロボットが経験に基づいて学習しているということが十分に伝わっていなかったことが挙げられる。今後は、本研究で見つかった課題を踏まえて実験の方法を再考し、再検証を行う予定である。

参考文献

[1] Dennett, DC: MIT Press, The Intentional Stance, (1987) [2] 武川直樹: 情報通信学会論文誌, 社会科学のアプローチに基づくコミュニケーションロボット・擬人化エージェントの設計に向けて ──人間観察によってデザインされたロボットは「不気味の谷」を渡れるか?──, Vol. 93, pp. 1027–1033 (2010) [3] 寺田和憲，伊藤昭: 日本ロボット学会誌, 人間はロボットに騙されるか？―ロボットの意外な振る舞いは意図帰属の原因となる―, Vol. 29, No. 5, pp. 445–454 (2011) [4] 山田誠二: 人工知能学会誌, HAI研究のオリジナリティ, Vol. 24, No. 6, pp. 810–807 (2009) [5] 寺田和憲，社本高志，梅海櫻，伊藤昭: 第21回人工知能学会全国大会, 意図的人工物, p. 2D5 −7 (2007)

[6] G Gergely, Z N´adasdy, G Csibra, S B´ır´o: Cogni-tion, Taking the intentional stance at 12 months

of age,Vol. 56, Issue 2, pp. 165–193 (1995) [7] 川崎邦将，大澤正彦，今井倫太，長田茂美: 人工知能学会第6回汎用人工知能研究会, 認知的制約付き擬人化キャラクターに着目したコミュニケーションロボットの設計と開発, (2017) [8] 清丸寛一, 大澤正彦, 今井倫太: 人工知能学会第6 回汎用人工知能研究会,予測的認知を用いた非自然言語による言語的コミュニケーション, (2017)

ロボットの行動原理を形成した経験の提示が行動の意図を人に想定させるか