7．明治大学 武野純一 ロボットの意識を計算する

武野純一(Junichi Takeno)教授　
明治大学理工学部
ロボット科学研究室

　人工的な意識(AC、 artificial consciousness)の機能をロボットに構築し、それにより「ヒトの意識の機能を探求」しています。そして副次的に、意識を持つロボットを実現します。私達は、「意識」を明確に定義しています。「意識は認知と行動の一貫性が生み出している」です。すなわち、ヒトは“行っている事が分かっている”、そして“考えていることは行っていることと同じ”です。「心」とは「意識機能の体現」と考えています。この仕組みを再帰性の人工神経ネットワークで表現し、MoNADと名づけました。

ヒトの意識１０項目をほぼ満足、鏡像認知にも成功

　そこには、体性感覚ループ(somatic loop)と表象 ループ(representation loop)を持つという特徴があります。すなわち、MoNADは心身問題の一つの解決手法です。意識システムはMoNADを階層化して作ります。各々のMoNADは独立して稼動します。この意識システムを搭載したロボットはMoNADと呼ばれ、ドイツの哲学者E・フッサールが主張するヒトの意識に関する１０項目をほとんど満足していると同時に、すでに鏡像認知(mirror image cognition)に成功しています。これが、MoNADを意識ロボットと呼ぶ理由です。鏡像認知とは「鏡に映る自分が分かる」ことで、ヒトの高度な認知機能を評価する指標といわれています。ヒト以外ではチンパンジーやイルカなどが成功します。この研究はアメリカのディスカバリー・ニュースがすでに報道しています[h1]。

統合失調症などの治療からロボットの顔表情まで

　応用分野は、第一に脳神経関連の問題と考えられる統合失調症などの解明と治療です。第二にヒトのような意識的な対応が可能なロボットの実現。例えば、冗談や皮肉を理解する同時通訳ロボット。このプロジェクトは、大学の研究室として単独に実施[h2]していますが、現在はドイツの大学研究者が加わっています。その他、人工意識システムの連想感性データベースの自動生成、ロボットの顔表情の生成[h3]、そして遠隔操作型ロボット用の３D映像の研究なども行っています。産業連携や市場参入については未定です。また研究室のプロフィルは [h4]を参照ください。

[h1] http://www.rense.com/general69/reob.htm
[h2] http://www.meiji.ac.jp/koho/desukara/professor/2005/katsuyaku01.html
[h3] http://www.abc.net.au/science/news/stories/2005/1453189.htm
[h4] http://www.kawasaki-net.ne.jp/kbu/newsletter/no8/k_4.htm

ヒューマノイドグループ	顔表情グループ
情動見真似の研究	複雑な顔表情（悲しみと恐怖）

English Version (PDF)
http://www.rs.cs.meiji.ac.jp/Takeno_Contents/robonableENG.pdf

6．鳥取大学 大北正昭 福祉を担うロボット 未来の車椅子を目指して

大北正昭　教授
鳥取大学工学部電気電子工学科
演算制御工学研究室

http://www.ele.tottori-u.ac.jp/japanese/labo/enzan/

未来の車椅子実現を目指す

　昨今、安全な福祉用具の考案や開発が必要とされています。寝たきりでほとんど動けない方や体の動かせない障害者の方などは今後ますます増加するものと思われます。そのような方のために、演算制御工学研究室では、2種類のアプローチによる電動車椅子の開発を行っています。これは市販の電動車椅子をベースに、各種センサやマイコンなどを装備させた機体になっています。
現在、大学院生を含めた本研究室の11人の学生がこの開発に携わっています。

１）車椅子型自律移動ロボット「愛称：ドリーム3号機、DREAM-3」

完全に自動走行を行うことを目的として「ドリーム3号機」を製作しています。車椅子の使用者が行き先を指定することにより、ロボット内に搭載された地図を参照して走行します。また、走行経路に障害物が存在する場合、それを感知して自動的に回避するようプログラムされています。
現在は障害物を検知する手法や、参照している地図のうちどの場所にロボット自身が存在しているかを認識する手法、また障害物を検知した際にどのように回避するかといった走行パターンの決定法について主に研究を行っています。研究の成果は、2005年4月に新聞・TVなどにより報道されました。また、「ドリーム3号機」につきましては、異階移動システム（エレベータの自動乗降システム）を開発中です。

２）学習型走行アシスト車椅子「愛称：ドリーム4号機、DREAM-4」

　ドリーム4号機には、通常のジョイスティックで操作する一般的な電動車椅子を、操作性を改善しかつより安全に走行させるようなアシスト機能を付与させています。通常の電動車椅子では、ジョイスティックを誤って壁や段差のある方向に向けてしまった際に衝突や脱落といった危険が考えられますが、それらを事前に検知して、危険を未然に防ぐという特徴があります。また、危険な状況になってしまった場合、自己組織化マップ（SOM）の技術を用いてこれを記憶し、次回以降同じような状況に陥らないように防止する学習機能が備わっています。すなわち、学習機能により、「走るたびに賢くなる」ことが可能となります。

　当研究室では、上記の電動車椅子2種のほか、限られた数の超音波センサで「対象物体までの距離」、「対象物体の移動速度」、「対象物体の形状」を測定可能な超音波コウモリセンサシステムについて研究・開発を行っています。上記の電動車椅子おび超音波コウモリセンサシステムは、現在特許出願中です。

5．立命館大学 手嶋教之 安全な福祉ロボットの実現へ

手嶋教之　助教授
立命館大学理工学部ロボティクス学科　手嶋研究室

http://www.ritsumei.ac.jp/se/~tejima/index.html

　以前所属していた国立身体障害者リハビリテーションセンターから含めて２０年以上にわたり、一貫して福祉機器の研究・開発を続けています。車いすのようなローテク福祉機器からハイテク福祉機器まで幅広く対象にしていますが、いずれも実用化を強く意識して研究しています。福祉ロボットに関して言えば、実用化を阻む主な要素は①コスト、②安全性、③操作性－の三つであると考えています。特に安全性に関しては重要であるにもかかわらずほとんど研究が進んでいない分野です。どんなにすばらしい福祉ロボットが開発されたとしても、安全でなければ実用にはできません。そこで人間のすぐそばで動作しても安全なロボットを作るための技術開発を行っています。

骨折するロボット

人を怪我から守るため、人を殴るとロボットのほうが骨折する

　これは、ロボットが誤って人間を殴った際に、人間が怪我をするのではなく、ロボットの方が骨折する機構です。この機構は一定以下の弱い力が加わったときには変形しないのですが、一定以上の力が先端部に加わると機構がぐにゃりと曲がってその力を逃がします。力がなくなると、自動的にゆっくり元の形状に戻ります。
　機構部品だけで作られていますので故障に強い点が特徴です。小型化など改良に取り込んでいます。

反射機構

アームが衝突するとコンピュータを介さず、反射運動で反対方向に回転

　我々人間には反射という防御機能が備わっています。例えば、熱いやかんを触ると無意識に手を引っ込めますが、これは大脳を使った動作ではありません。そのため、考え事をしていようがなにしていようが、確実に危険を回避してくれます。これと同じような反射機構を開発しました。ロボットアームがなにかに衝突しますと、それを感知してアームが自動的に反対方向へ回転します。
　この反射運動にはコンピュータは使っていませんので、ロボットが万が一暴走など異常動作をした際にも確実に動作します。これも小型化に取り組んでいます。

フェールセーフな力・トルクセンサー

　人間に過大な力を加えない方法として、制御によって一定以上の力が加わらないようにする方法が提案されています。この方法は優れているのですが、一つだけ欠点があります。それは故障・誤動作をした際に安全とはいえないという点です。安全は、正常動作をしているときだけを考えたのではなりません。起こりうる誤動作や誤使用、故障までも考えなければなりません。このように故障した場合でも安全なシステムをフェールセーフと呼びます。
　フェールセーフな制御ができる福祉ロボットはまだ存在しませんが、その理由の一つはフェールセーフな力センサーが存在しないからです。そこでフェールセーフな力・トルクセンサーを提案し、フェールセーフな力フィードバック制御を実現しようとしています。

4．神奈川工科大学 河原徳之 夢を語る

河原崎徳之さん

神奈川工科大学　
ロボット・メカトロニクス学科　
助教授　

河原崎研究室の様子
http://www.kait.jp/laboratory/kawarazaki.shtml

　これから高齢社会を迎えるにあたり、福祉、介護ロボットなどの実用化が期待されています。ロボットが日常生活に入り込むためには、人が簡単にロボットを操作できることが望ましいと考えられます。ベッドに寝たままで指さした物を持ってきてくれるロボットがあれば便利です。河原崎研究室では、画像処理や音声認識などを用いて、ジェスチャーによりロボットに作業を行わせるなど、人と機械の調和システム（ヒューマンインターフェース）を研究しています。研究のメインテーマは、学生たちが考えた「僕らの思いと機械をつなぐ」というスローガンに代表され、以下のようなシステムを自主開発しています。本研究室では、以前の福祉システム工学科から数えて７年間同様の研究を続けてきました。現在、大学院生を含め12人の学生が人とロボットの親和性のテーマに取り組んでいます。

１）ジェスチャー指令による人とロボットの協調作業システム

←”ジェスチャー指令による人とロボットの協調作業システム”動作実験

”ジェスチャー指令による人とロボットの協調作業システム”概念図→

　人の手の動きや形状を実時間で画像認識し、ジェスチャーによりロボットアームを動作させる協調作業システムの開発を行っています。ステレオビジョンから得られる距離画像と色情報を用いることにより手の追跡 および形状認識を行わせています。本手法では、人の手の領域を分割し、手に数点の特徴量を設定することで、効率的に手の形状認識を行います。また、ロボットに把握させる対象物の情報は事前に与えず、指の指し示す方向に基づいて把握対象物を判断しているのが特徴です。

２）音声とステレオ画像を用いたコミュニケーションロボットシステム

”音声とステレオ画像を用いたコミュニケーションロボットシステム”

　ロボットを日常生活に導入する際、問題になるのが操作方法です。ロボットの操作は、誰にでも簡単に行える必要があります。本研究のコミュニケーションロボットとは、人間のジェスチャーや音声に応答して動くロボットのことです。システムのハードウエアは、既成のロボットmi-ro（富士通オートメーション株式会社製）と四輪の台車ロボットBlackShip（日本SGI社製）を組み合わせたものです。画像処理により、人の顔を認識し顔の動きに応じてロボットの首を動かします。顔の認識には、Haar状特徴による物体検出手法を用いています。また、音声認識機能も持たせ、簡単な単語によりロボットを動作させています。

3．国際レスキューシステム研究機構 田所 論 人命救助の道具としてのレスキューロボット

田所　諭　さん

国際レスキューシステム研究機構　会長
東北大学大学院情報科学研究科　教授

国際レスキューシステム研究機構のホームページ
http://www.rescuesystem.org

１．要救助者などの災害情報を収集

　阪神淡路大震災など人間の能力を超えた災害における人命救助活動を支援することを目的として、レスキューロボットの研究開発が文部科学省大都市大震災軽減化特別プロジェクト（略称、大大特）の中で進められています。そのターゲットは、要救助者の場所や状態，酸素濃度などの環境条件や建物の破壊状況などを情報収集できる「道具」を作ることにあり、国際レスキューシステム研究機構（略称IRS）を中心に、全国の大学、研究所、企業等が協力して研究開発を進めています。

２．瓦礫の中を探索するヘビ型ロボット

　瓦礫内での探索のためには、侵入のための軽くて細いボディを持ちながら、同時に瓦礫という激しい不整地に対応できる運動性能と、閉鎖空間でも遠隔操縦ができるためのヒューマンインタフェースを兼ね備えていなければなりません。また、人体を発見するためのカメラ類（赤外線等）や要救助者への声掛け機能、環境データを取得するためのガスセンサに加え、瓦礫の中で道に迷わないための自己位置推定機能や、瓦礫の中のマップを作る機能も必要です。
　新潟中越地震、FEMA・東京消防庁の訓練所などでテストを重ねてきたIRS蒼竜のデータを元に、ハイパー蒼竜IVが開発されました。改良されたヘビ型ボディの中に、死角を無くすための32個のマルチカメラ、瓦礫内での３次元位置を計測するためのケーブル状センサFST、瓦礫内でもボディ周囲を含む鳥瞰映像を見ながら操縦できる過去画像システム、リングレーザによる高速レンジファインダなど、多くの研究者の研究開発成果がその中に統合されているのです。
　そのほかに、救助隊で使われるレスキューツール類の研究開発も行っています。

３．地下街やビル内で情報収集を行うクローラ型ロボット

　地下街やビルの中に取り残された要救助者を探索するためのロボットを開発しています。震災はもちろんのこと、地下鉄サリン事件やJCO事故のように環境が汚染された場所での救助に有効です。
　ヘリオスキャリアはクローラで動くロボットボディ２台がアームで連結され、大きな段差でもアームで片方のボディを持ち上げることによって乗り越えを行うことができます。このロボットには、２つのボディを協調動作させる柔軟性を有した空気圧アーム、ドライアイスの三重点を活用した空気圧パワー源、壁を通して向こう側にいる人間の動きをとらえるためのUWBレーダ、地下街深くまで無線を自動中継していくアドホックネットワーク機能、搭載カメラの画像の揺れを静止させる機能、仮想的に鳥瞰視点映像を作り出すヒューマンインタフェース、ロボット周囲の３次元地図を作り出す機能、などを搭載すべく、共同研究開発が進められています。

４．広域の救助情報を収集するための機器

　レスキューコミュニケータは、要救助者に対して呼びかけを行い、返事を録音する機能を持った有線・無線のネットワークセンサです。あらかじめ部屋に設置しておき、平時におけるユビキタス情報収集と、緊急時における災害対応機関への情報配信を目的としています。災害で電源が使えなくなった場合でも、バッテリーにより72時間稼働が可能であり、インターネットが切断されても、アドホック無線LAN機能により各部屋や各家庭のレスキューコミュニケータ同士が通信して情報をバケツリレーして外部に情報を伝達することが可能です。火災報知器や家電品の中にこの機能を組み込むことを想定して研究開発を行っています。
　そのほか、インテリジェントヘリコプターやロボット気球など、上空から概観情報を収集したり、定点観測を行うためのシステムを研究開発しています。さまざまなロボットで収集された情報は、決められた通信プロトコルMISPで統合データベースDaRuMaに集約され、意思決定のために活用されます。

５．実用化に向けて

　これらの技術を実用化するため、ボランティアの消防隊員による部隊IRS-Uを結成し、定期的にロボットを活用した訓練大会を開催しています。隊員の意見や感想がフィードバックされることがロボットの改良に大きく貢献しています。災害現場では研究者は足手まといになるだけで、救助作業には役立ちません。災害対応のプロが普段からロボットを活用する訓練を行っておくことが、将来起きるかも知れない大規模な災害への備えとしては不可欠なのです。
写真：IRS-U東京消防庁立川訓練所訓練塔での実証試験の様子

2．情報通信研究機構 小嶋秀樹 コミュニケーションは子どもに学べ

小嶋 秀樹さん

情報通信研究機構
知識創成コミュニケーション研究センター

インファノイドプロジェクトのホームページ
www.infanoid.com

ヒトはコミュニケーションする動物

　ヒトという種を特徴づけるのがコミュニケーションです。コトバを使うにしても使わないにしても、相手にも自分と同じような心があると信じて、その心を読み取ろうとしたり、その心に働きかけようとしたりする社会的な営みです。　　
　このようなコミュニケーションを成り立たせる能力、すなわち《他者に対する想像力》によって、生物としてのヒトは社会的な人間になると言っても過言ではありません。
　このヒト特有の能力が、どこから来るのか、そしてどのように発達するのかを解き明かし、ロボットやヒューマンインタフェースに《他者に対する想像力》を与えること、それが１９９７年に始まったInfanoidプロジェクトの目標です。

心を感じさせるツボ

　ヒトがロボットに心を感じるための条件や、その心理プロセスを調べるために、子ども型ロボット「Infanoid」を開発しました。４歳児サイズの上半身に、２９個のモーターや各種センサーをもつInfanoidは、視線や指さしによる注意の表出や、表情や声（韻律）による情動の表出が可能であり、人間の注意と情動の状態をある程度モニターすることもできます。

Infanoid と子ども
　さまざまな年齢の子どもたちについてInfanoidとのインタラクション（相互作用）を観察したところ、次のことが明らかになりました。
　同じものを見ること（共同注意）によって互いの知覚情報（何を見ているのか）をモニターしあい、 ときに見つめあうこと（アイコンタクト）で互いの情動情報（それをどう感じているのか）をモニターしあうことで、 子どもたちは「ロボットも自分と同じように世界を知覚し、世界に働きかけている」、つまりロボットにも心があり、それがロボットの身体を動かしていると感じるようになるのです。

Keeponと子ども　
この知見を、子どもたちのコミュニケーション発達を支援するために活用できないかと考え、ぬいぐるみロボット「Keepon」を開発しました。高さ12cmのシリコンゴム製の身体をもつKeeponは、Infanoidから「注意の表出」と「情動の表出」の二つの機能のみを抽出したロボットです。
　複雑な人間でも単純なオモチャでもないKeeponだからこそ、そして注意と情動を表出するだけのシンプルなKeeponだからこそ、子どもたちは安心感と好奇心をもって、ロボットとのさまざまな心の交流を実践してくれるのです。

コミュニケーション発達の現場へ
　
　２００３年から発達障害児の療育施設に通って、子どもたちとKeeponが繰り広げるさまざまな遊びを、長期的に観察しています。
　私たちは別室からロボットを遠隔操作し、子どもたちとのインタラクションをロボットの視点から記録・分析します。ときには、他人に（母親にも）あまり見せたことのない表情や、帽子をかぶせてあげたり、食べ物をたべさせたりする（ふりをする）といった行為を、ロボットに見せてくれるのです。
　ロボットへの関わり方とその長期的な変化は十人十色ですが、「自閉症」といった診断名ではとらえきれない《その子らしさ》や、《その子の発達の道すじ》を物語ってくれます。

プレイルームの Keepon
　また最近は、保育園に通う子どもたちについても、同様のインタラクション観察を進めています。
　発達障害児であろうと定型発達児であろうと、一人ひとりの《物語》を記録・分析し、療育士・保育士だけでなく養育者にも、ビデオとしてフィードバックすることで、その子の育ちをよりよく理解し、その子に関わる大人たちの間で理解を共有することができるのです。
　これからも、《他者に対する想像力》の工学的な解明を進めるとともに、子どもたちの発達支援の現場に関わっていきたいと考えています。そこでは、テクノロジーを現場に押し売りするのではなく、子どもたちの育つ力、大人たちの支える力、これらが噛（か）みあって、円滑にまわり出すきっかけ作りをロボットを使ってお手伝いしていきたいと思っています。

1．産業技術総合研究所 柴田崇徳 パロとの暮らし

産業技術総合研究所・知能システム研究部門

柴田崇徳（しばた　たかのり）さん

◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆ロボット研究開発現場の息吹を伝える「研究室だより」。その第一回は、アザラシ型メンタルコミットロボット「パロ」を生み出した産業技術総合研究所　知能システム研究部門。生みの親の柴田崇徳さんです。
科学技術振興機構の戦略的・創造研究推進事業・発展研究の一環として取り組んだ成果でもあります。
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すでに約８００体が国内外に

　人の心を豊かにすることを目的に、９３年から研究開発を重ねてきたアザラシ型メンタルコミットロボット「パロ」は、０４年に第８世代になり、実用化した。一般家庭でのペットの代替と、医療福祉施設でのロボット・セラピーが主な目的である。
　０５年３月から個人向けに販売を始め、これまでに約７００体が国内向けに販売され、レンタルなどを含めると約８００体が世に出ている。 ０７年からは、海外での販売を計画している。海外でのパロの人気は高く、日本よりも大きな市場になると期待している。

  現在のオーナーの約８割は個人名義であり、残りはセラピーを目的とする医療福祉施設や、集客や待ち時間を楽しく過ごすことを目的とする車のディーラーや金融機関などである。個人名義であっても、医療福祉施設で利用されているケースがあると思われるが、国内ではまだ少ない。介護保険などの社会システムに組み込まれることを待たれていることが大きな理由であるが、スウェーデンは、パロが市販化されると高齢者ケアの社会保障の対象に認定予定であるため、その実現後には、日本でも理解が一層深まるのではないかと期待している。

8割方が高い評価、富裕層がオーナー

　オーナーに対して実施しているアンケート調査の結果では、８割ほどは、非常に満足か、満足であり、高い評価を得ている。個人向けは１体が３５万円であり、おもちゃと比較すると高額に感じられるであろう。しかし、１体ずつ手作りされるパロのクオリティを理解されたり、犬や猫などのペット動物のコストを比較したりすると、「パロは安い」と感じられる方々も多い。例えば、犬は平均１２年生きて、トータルのコストは小型犬で約３５０万円、中型、大型では４００万円から５００万円といわれている。また、ペットの世話をすることは、かなりの労力でもある。そのため、動物が好きで、ペットを飼育した経験がある人ほど、パロのかわいらしさのほかに、世話やコストの面などを合わせて、パロを高く評価する人々が多い。
　今のところパロのオーナーは、企業のオーナーなど富裕層の方々が多い。これは、大手百貨店の外商などが得意先にパロを販売していることに起因している可能性がある。例えば、パロを気に入られて個人で５体のパロを購入された方が、中国の呉副首相など国内外のＶＩＰにプレゼントして大変喜ばれたので、さらに５体を追加購入された。また、白のパロを購入された方が、大変気に入られて、ゴールドのパロを追加された、などのエピソードは非常に多い。０５年の愛知万博で複数の政府系パビリオンのＶＩＰルームでパロが展示されていたため、日本の皇室をはじめ世界のＶＩＰの方々に気に入っていただいた。その結果、多くは語れないが、国内だけでなく、タイ王国の王女様などもパロのオーナーである。

ロボットを介したコミュニケーション進む

　パロとの長期的な関係としては、ロボット・セラピーの実験として福祉施設で３年間以上、生活の一部として、パロが受け入れられていたり、将来の宇宙基地での利用を目的に、南極越冬隊のペットとして、昭和基地でかわいがられたりしている。 しかし、パロの販売開始から１年半を過ぎ、多くの一般家庭の生活の中でのさまざまなパロの姿が明らかになってきている。まず、パロのロボットとしての信頼性・耐久性に関しては、１年強でのバッテリーの交換は行われているものの、パロの故障や不具合はほとんど発生していない。 オーナーとの関係に関しては、パロが家族の一員としてかわいがられ、大切にされている場合がほとんどである。多くのオーナーは、毎日、朝や夜などに、挨拶をしたり、抱っこして遊んだりしている。 また、すし屋など外食に行くときや、クラブなどに飲みに行くときもパロを連れて行くオーナーもおり、パロを介して様々な人々とコミュニケーションをするきっかけにもなって、喜ばれている。
  　このようなパロとの暮らしは、０７年末に完成予定のデンマークのドキュメンタリー映画「メカニカル・ラブ」によって、世界５０カ国以上で紹介される予定である。
　機械として、ロボットを組み立てたり、プログラムしたりするホビー用のロボットは、市場として活性化している。しかし、ペット動物のように、人の生活の中で、何十年にもわたり、人と自然に一緒に暮らすロボットは、ＳＦの世界のようであり、まだまだ人々が想像しにくいのではないかと思われる。しかしながら、パロが徐々に現実に人々の生活の中に溶け込み始め、その姿が他の人々に認知され始めており、今後、人とロボットとの共生が一層広がるものと期待している。

※「人の心を豊かにするメンタルコミットロボット」パロ専門サイトはこちらhttp://paro.jp