３．記憶を手がかりにした感動指数の提案

 人がものやことと接したときに、心が動き感動することがある。感動すれば、その物事は自分との何らかの関わりを持つことになる。これは自我関与と呼ばれており、長期記憶で保持されるための重要な要因である。例えば、歴史の年号を覚えることを考えてみる。「鳴くよ (794) うぐいす平安京」、平安京へ都を移した年号を覚えるときの語呂合わせである。無意味な数字の７９４を語呂合わせで意味のあるものにする、つまり自分との関わりをつけて、長期記憶に保持することになる。
 心の動きを何らかの生理指標の数値化で表現できれば、感動の指数化が可能になる。この指数化が適切かどうかを確認する手立てとして、記憶との関わりを明らかにすることとなる^２）（図３）。

感動することでそのことが記憶に残りやすくなるとなれば、記憶に残るイベントのプロデュースにつなげることができる。記憶に残るイベントにするにはまず、鑑賞者に強い印象を与える必要がある。芸術祭を例にすると、訪れた鑑賞者の心を動かし、記憶に残すことができれば、「もう1度行きたい、他の人にも感じてもらいたい」など前向きな印象を与えることができ、その後記憶に残っていくと考えられる。このようにプロデュースの場で応用することで、集客率やリピート率も上がるであろう。
 以下では芸術祭の作品を刺激とした実験結果を紹介する。記憶に残っている作品を鑑賞している時と、記憶に残っていない作品を鑑賞している時の生理指標の結果を比べることで、記憶に残った作品を鑑賞している時の心の動きが明らかになる。
 また、鑑賞する上で鑑賞者の目線も記憶に関係してくると考えられる。学習などで事前に予習したことは、当日の学習で理解が深まり記憶に残りやすいと考えられる。よって、事前の学習の有無によって感動の大きさ、記憶の残りやすさに違いが出ると考えられる。今回は実験を行う上で実験参加者を2つのチームに分けた。1つ目のチームは作品の誘致や企画を行う、ディレクターの視点を事前に学習し、当日学習したことを意識しながら鑑賞を行ってもらった。以後Aチームとする。もう1つのチームは事前に学習はなく、作品だけでなく風景も対象とし、鑑賞者の目線を意識しながら鑑賞を行ってもらった。以後Bチームとする。AチームとBチームを比べた場合、学習を行ったAチームの方が作品を鑑賞した際、理解が深く心の動きも大きいと考えられる。
 実験参加者は美術系大学の女子学生7名であった。Aチーム、Bチームそれぞれのチーム2名に、簡易型の心電計を装着してもらい芸術祭を2日間チームごとに見学してもらった。鑑賞後、7名全員にアンケートを行い、印象に残った作品を記入してもらった。1週間後、1か月後に再びアンケートを記入してもらった。
 鑑賞時の2秒ごとのHF(0.15～0.40Hz)値を実験参加者ごとに、それぞれ鑑賞した作品について算出した。
 両チームの4名ともアンケートで印象に残っていると答えた作品は、心の動きが大きく、感動していると考えられる。なので、心の動きの振れ幅が大きいと、HF値の分散が大きくなる。実験参加者ごとに、当日記憶に残っている作品全てのHF値の分散、当日記憶に残っていない作品全てのHF値の分散、1週間後記憶に残っている作品全てのHF値の分散を算出した。その結果を図４に示す。Aチームの2人は当日印象に残っていない作品全てのHF値の分散が最も大きく、Bチームの2人は当日印象に残っていない作品全てのHF値の分散が最も小さいという結果になった。

 AチームとBチームの分散を比べた時、真逆の結果が得られた。理由は鑑賞を行った目線が違ったことが考えられる。Bチームは自分達の好きなように鑑賞者の目線で作品を鑑賞した。なので、純粋に楽しむことで感動し、心の動きの振れ幅が大きい作品が記憶に残っていたと推測される。一方Aチームはディレクター目線で鑑賞を行った。事前に学習したことがあるので、作品を鑑賞すると、純粋に楽しむのではなく、学習したことを思い出しながら鑑賞していたのではないかと推測される。学習したことを理解しようと観察していたので、心の動きが小さくなったと考えられる。なので、記憶に残ってはいるが感動はあまりしていない可能性がある。
 このように、記憶を手がかりとすることで、HFの変動が、「感動指数」を表す可能性を持っていることが明らかになった。今後は、記憶以外の手がかりや他の生理指標から、「感動指数」を提案していこうと考えている。

４．感動指数の役割

 大きな感動は、言葉によるいわゆる官能評価などで捕捉でき、その指数化の可能性は高い。しかし、小さな感動は、言葉で捕捉できる可能性は非常に低く、“何となく”感じている心の動きである。この“何となく”は、生理・脳機能測定結果を踏まえて指数化を工夫することで、見える化することができる。さらに、主観的な言葉による結果からの指数化よりも、生理・脳機能測定に対する客観性という点から信頼が高い。
 今回のような、人が物事に対して感じている“何となく”を指数化することは、ものづくりやことづくりの方向性を大きく変えるきっかけになる。
 試作品のどれを発売するかを決定する際に、官能評価を実施して、統計検定の結果からこの試作品をということで発売したとする。当然結果からは、予想通りの売れ方をすると期待することになるが、現実は思ったほど売れないという事態が多々生じる。この最大の原因は、その製品に対してユーザーが感じている“何となく”を正確に把握できていないためであろう。今回のような“何となく”を見える化した感動指数は、このような齟齬を避ける大きな武器になるであろう。
 今後も「感動の指数化」について、他の生理・脳機能測定結果、多様な生体情報の混合による指数化など、研究を積み重ねていく予定である。最終的には、言葉による評価と感動の指数化との関係を明らかにして、言葉による結果からでも正確な感動指数が得られることを企図している。

【著者紹介】
神宮　英夫（じんぐう　ひでお）
金沢工業大学　情報フロンティア学部心理科学科
教授・文学博士

■略歴
1977年 東京都立大学人文学部心理学教室助手
1980年 東京学芸大学教育学部教育心理学教室助手
    同専任講師、同助教授
1998年 明星大学人文学部心理・教育学科心理学専修教授
2000年 金沢工業大学教授
2012年〜2015年 金沢工業大学情報フロンティア学部学部長
2016年〜2019年 副学長
2007年より 金沢工業大学感動デザイン工学研究所長. 文学博士

4. 倫理

 人間とのコミュニケーションを主たる目的にしたいわゆるソーシャル・ロボットに対して倫理的側面が近年注目されるようになってきたのはなぜであろうか．それは単なる機械であるロボットが人間に対しそれ以上の存在であるかのように振る舞うことが人間を騙すことにつながる，という考え方による．
 人間のパートナーがロボットに対して感情を感じる時，ロボットは本当にその感情を持っているわけではなくそういう感情に見えるような仕草や反応をしているに過ぎない．これをもって，ロボットは人間を騙しているのではないか，という観測が出てくる．Monash大学のロバート・スパロウ（Robert Sparrow）教授は，ソーシャル・ロボットの一種であるペットロボットに関して，所有者はロボットを本物の動物であると自分を欺いているがこれは世界を正確に認識するという義務に反しているため，そういったロボットを設計・製作することは非倫理的である，と述べている．^７）
 この観測は介護者支援ロボットにも当てはまるのであろうか．ケィティ・エンゲルハート（Katie Engelhart）氏はNew Yorker誌の記事^８）で，利用者たちはロボットが人工の機械であることを承知でなおかつその存在が孤独という危険な状態に立ち向かう糧になっていることを報告している．周りに孤独を癒してくれる人間がいれば何の問題もないが彼らにはロボットたちしかいないという現実がある，と記事中で述べられている．そもそも倫理というものが人間のWell-beingを目指しているものであるなら，彼らからロボットを取り上げる行為は倫理的なのであろうか．私はそうは思わない．この倫理に関する問題は多くの論点が含まれており，これ以上の議論は紙面の関係で別の機会に譲ることをお許し願いたい．^９）

5. おわりに

 本論ではロボットにおける感情とは擬似感情であり，それをパートナーの感情状態の同定，ロボット自身の擬似感情の生成，および生成感情の表出の３個の機能を用いて構築したことを述べた．この擬似感情は介護の現場において介護者を支援するロボットにとっては必須の機能であること，しかし，擬似であるが故にそういった機能を備えたロボットの倫理性を問う研究者も出てきていることを述べた．
 これからロボットはますます人間に寄り添うようになるであろう．その時，人工知能だけでなく擬似感情も備えていることは当たり前となってくるであろう．そういったロボットたちの倫理に関して今まさに議論が始まっている．

【著者紹介】
富山　健（とみやま　けん）
千葉工業大学　未来ロボティクス学科　教授
未来ロボット技術研究センター（fuRo）研究員

■略歴
1971年 東京工業大学 制御工学科　学士
1973, 77年 カリフォルニア大学・ロサンゼルス校
システムサイエンス学科 修士（M.S.），同 博士（Ph.D.）
1978～1983年 テキサス大学・エルパソ校　電気工学科　助教授
1983～1988年 ペンシルバニア州立大学　電気工学科　助教授
1988～2000年 青山学院大学機械工学科　助教授，のち教授
2000～2006年 青山学院大学情報テクノロジー学科　教授
2006～2014年 千葉工業大学未来ロボティクス学科　教授
2014年～ 現職

主な研究分野は介護者支援ロボット，ロボットの擬似感性，並びにロボットの倫理．英語による学術論文発表指導を日本機械学会及び日本感性工学会を含む様々な団体にて実施．YouTubeチャンネル「CIT Quality Education」で英語による講義「数学基礎」シリーズ担当．
活動の主体を表すキーワード：ロボット、介護、教育、プレゼンテーション指導

■著書・連載
理系科学英語 徹底トレーニング [ロボット工学]，（監修），アルク
私の修行時代，「修行時代の出会いを生かす」，（分担），弘文堂
いざ国際舞台へ！ 理工系英語論文と口頭発表の実際，（共著），コロナ社
国際舞台で“結果を出す” テクニカルイングリッシュの心得第１回〜12回，日本機械学会誌 2018年，Vol.121, No. 1190~1201連載
“Virtual Emotion for Robot – Towards Human Support Robot,” Uehiro-Carnegie-Oxford Conference: Ethics and the Future of Artificial Intelligence, 2018.

３．皮膚振動に基づく触覚評価

3.1 ウェアラブル皮膚振動センサ

 これまでに述べた触感に作用する皮膚や運動の特性を考慮し，皮膚を伝播する振動を検出して主観的な触覚を情報化することを考案した．特に，指全体の動きによらず純粋に皮膚の振動を検出するため，高分子圧電材料を指に巻きつける方法をとった⁷⁾．図5左に示すようにPVDF（PolyVinylidene DiFluoride）を指の第２指腹部に巻きつける．これにより対象に直接触れることができ，感覚運動制御に干渉せず，自然な触知覚を行うことができる．取得される情報は，対象物の物理量だけでなく皮膚や運動の特性を含み，同じ対象物でも皮膚の硬さや押付け力などによって得られる情報は変化する．しかしながら，それが人が皮膚を通じて検知している情報であり，主観的触覚情報と対応するものと考えている．関連する事例として，なぞり速度と皮膚振動の関係がある．例えば，一定の直径を有するマイクロビーズを敷き詰めた試料を準備する．これを100, 150, 200 mm/sの異なる速度で指先でなぞった際の皮膚振動を計測すると，共振周波数はほとんど変化しない¹³⁾（図5右）．対象表面の情報を正確に捉えられれば，共振周波数は速度に比例すると考えられる．しかしながら，実際は凹凸に応じて皮膚が振動を起こすことから，皮膚の粘弾性に基づく共振周波数が支配的に作用したと考えられる．実際，私たちの日常生活においても，なぞり速度を倍にしたからといって，触感が変化するとは限らない．

3.2 評価の応用事例

 上述のセンサを様々なテクスチャーの粗さ感の評価に応用した¹⁴⁾．センサで皮膚振動を計測しながら触感の評価を行えることに着目し，78種類の試料をなぞった時の皮膚振動とその時に感じた粗さ感をマグニチュード推定法で回答してもらった．センサ出力の評価指標としては，10-1000Hzのパワースペクトル密度の総和を用いた．図6左に被験者1名の結果を示す．図に示すように，皮膚振動が粗さ感と良好に対応することが確認できる．さらに，比較として，粗さの指標として良く用いられる算術平均粗さも計測し，べき関数で推定した値と実際の感覚値との差（ノルム）を全試料及び全被験者に対してプロットした結果を図6右に示す．図を見ると算術平均粗さでは，各値に対して縦にプロットが並んでいる．これは試料が同じであれば物性値は同じあるが，粗さ感の評価値は被験者に応じて変化していることを意味している．一方，皮膚振動では，同じ試料でも得られる数値が異なる．そして，ノルムは算術平均粗さと比較して全体的に小さい．これは皮膚振動と粗さ感との対応を示す結果であり，私たちの触感が対象物が同じでも個々人の皮膚や運動特性によって異なることを示唆している．この他に，皮膚の洗い上がりの触感と皮膚振動との対応関係や個人差¹⁵⁾，布地の物性値と皮膚振動，摩擦係数を用いた手触り感評価¹⁶⁾が示されている．

 触覚は，対象と皮膚との力学的相互作用の結果であり，一期一会と考えている．人の触知覚における支配的な機械刺激やその情報処理，また感覚運動制御は十分明らかになっていない．本センサのように人が取得する機械刺激を情報化することで得られる知見は触知覚メカニズムの解明にも貢献する．その知見は，将来のセンサ開発や計測方法の確立に繋がるであろう．

４．触覚の伝送

 これまで触覚の情報化について特に評価を中心に述べてきたが，人の主観的触覚の情報化は，自身や他者，ロボットへ伝送することによる応用もある．触覚は対象と皮膚との接触面においてのみ生じるものであり，視聴覚と異なり元来共有はできない．しかしながら，情報化することで，他者に触覚を伝送したり，自身の他の部位に触覚を返したりできる．さらに触覚は，対象の識別だけでなく運動とも密接であり，握手やハグに代表されるようにコミュニケーションとしても効果を持つ．身体にボンディングしている触覚を情報化し，記録，編集，伝送，提示，再現できるようになることは，様々な応用可能性を秘めている．
 ここでは筆者らが行なっている触覚伝送による応用を3つ紹介したい．一つは，触覚フィードバックによるリハビリテーションである¹⁷⁾．脳卒中患者の中には感覚が鈍磨する方がいる．重度に感覚が鈍磨になった患者に対して，当該指先に上述したセンサを装着し，対象に触れた時やテクスチャーをなぞった時の皮膚振動を計測し，これを触覚を感じることができる部位に代行的に振動子により提示する（図7(a)）．その結果，物体を把持する際の過剰な力が減少するなど，運動の向上が見られた．
 二つ目は，触覚の共有による協調作業である．他者やロボットに自身の指先の触覚を伝えることで，自身の触覚が伴う運動状態を伝えることができ（ロボットの場合，機械学習による人の運動識別が有効），その情報を基に他者やロボットは運動を決定し，協調作業を行うことができる．さらに他者やロボットからの触覚も得て，触覚の共有を双方向にすることで，協調作業を一掃円滑にできる．これまでに，2人で物体を持ち上げたり，人がボールペンで紙に線を引く時にロボットが適切な力で紙を押さえたり，ロボットが適切な力でボトルを把持して人が蓋を開けることを支援したり，人とロボットの間で連続する動作を円滑に繋げたりするシステムを構築してきた¹⁸⁾¹⁹⁾（図7(b)）．
 三つ目は，触覚共有によるコミュニケーションである．他者に自身の触覚を与えることができるようになったことで，遠隔触診への発展がまず考えられるが，直接的な情報伝送の価値だけでなく，私たちの心理や行動がどのように変容するかも興味深い．筆者らは，机を叩いたり擦ったりした時の振動が遠隔地にある同じ机に再現される装置を開発し，これを用いた視聴触覚コミュニケーションを実験した²⁰⁾（図7(c)）．体験者には視聴覚のコミュニケーションに触覚が付与され高い実在感を与えられ，親密性の醸成に寄与しながら触覚コミュニケーションの発達が見られた．

５．おわりに

 対象物の情報ではなく，対象物と皮膚との力学的相互作用である現象の情報として触覚を捉え，その数値化の意義や応用について述べてきた．特に振動を中心に述べてきたが，温度や圧力も触覚として重要な刺激であり，さらに手や指だけでなく，触覚は全身にある．主観的な触覚を情報化するための様々なセンシング技術は，人々の知覚認知の拡張だけでなく，運動や行動，情動に作用し得る応用技術に発展できるだろう．

謝辞
本研究の一部は，JSPS科研費22686026, 17H01252，19K22871，JSTさきがけJPMJPR14D7，JST ムーンショット型研究開発事業 JPMJMS2013の支援を受けて行われたものです.

【著者紹介】
田中　由浩（たなか　よしひろ）
名古屋工業大学大学院工学研究科　教授

■略歴
2006 年東北大学大学院工学研究科修了．同年より名古屋工業大学助手，特任助教などを経て，2015 年同准教授，2021年教授，現在に至る．これまでに JSTさきがけ研究者，ユトレヒト大学客員助教，藤田保健衛生大学医学部客員准教授，秋田大学産学連携推進機構客員教授などを兼任．触覚を現象的に捉え知覚メカニズムの解明，およびそれを活用した触覚デバイスの開発と応用研究に取り組んでいる．錯覚や知覚メカニズムに基づく触感デザイン，触覚フィードバックによる感覚運動制御の支援，触覚の共有による人―人/ロボット協調システム，触覚コミュニケーションの研究などに従事．Advanced RoboticsおよびIEEE Transactions on HapticsにおいてAssociate Editorを務める．博士 (工学)．

4．空気流発生装置(AFGD)の開発

 空気流発生装置に関連する技術としては、空気の輪を放出させるエンターテイメント用の小型装置²⁴⁾がある。しかし、多様な空気流を放出させる目的で設計された装置ではないため、多様な空気流に対するヒトの認知特性に関連する絶対閾値や感度特性に関する詳細な調査には至っていない(少なくとも結果の詳細は未公表)。更に、空気覚としての新しいメディアを確立するためには、多様な空気流に対する心地よさや温冷感などの感性評価に加えて、皮膚温度などの生理的特性も調査し、それらの相互関係を明らかにしておく必要がある。そのため、多様な空気流を発生させることができる空気流発生装置(AFGD)を設計開発した(図2)。

図2: 空気流発生装置

5．空気流による空気覚の認知特性

 開発したAFGDを用いて、多様な入力信号(正弦波およびインパルス状)による空気流を発生させて、各空気流による風圧特性および空気覚の認知特性を明らかにした^{25) 26)}(※詳細は文献を参照のこと)。認知特性は、空気流刺激を認知する最小の値である絶対閾値と、空気流刺激の強度に対する感度特性を測定した。その結果、風圧は、正弦波空気流がインパルス空気流に比して高くなる傾向が示された。一方、感覚量は、インパルス空気流が正弦波空気流より高くなる傾向が示された。すなわち、インパルス空気流は小さい風圧でより大きい感覚量となることを明らかにした。また風速と感覚量の関係はスティーブンスのべき法則にしたがうことを明らかにした (図3)。

6．空気流に対する感性評価（温冷感、心地よさ等）・生理計測（皮膚温度）・物理特性（風速、放出周波数）の関係

 開発したAFGDを用いて、風速および放射周期の異なる多様な空気流を発生させ、その空気流を実験参加者(男女20名)の頬/手の甲/手のひら/後頸部の各部位に提示し、その際の感性評価および生理計測を実施して比較・分析した²⁷⁾(※詳細は文献を参照のこと)。感性評価では、VAS(Visual Analogue Scale)による冷感評価および嗜好評価を行い、生理計測では、空気流を提示した身体の各部位における皮膚温度をサーモグラフィーで計測し、その温度変位を算出した。空気流提示実験の環境を図4に示す。

その結果、以下のことを明らかにした。

以上の結果は、空気流刺激が、快または不快刺激になり得ること、すなわち、空気流発生装置(AFGD)による空気流が、人間の心理・生理に作用する新しいメディアとなる可能性を示唆したといえる。

7．おわりに

 感性の計測は、ヒトの感性をセンシングするという観点から心理および生理計測技術を用いて、ヒトを計測する行為である。ただ、それはヒトが日常的に行うコミュニケーションの中で、他者の内面を理解する行為と同等であるといえる。つまり、ヒトは常に測定器となり、他者をセンシングしながら、日常を過ごしていると言い換えられるため、ヒトのセンシング技術を具現化した測定器を開発して計測することとも解釈できる。その意味で、感性の計測は、ヒトをセンシングすることと、ヒト自体を具現化することの両面を持った非常に面白い課題を解いているといえる。
 今回は、“体感”に基づく評価語を紹介した。心理生理的要素を含む体感評価語は身体性が要求される場面におけるセンシング技術の新しい発想を導く可能性を秘めていると考えている。また同様に“体感”に基づく空気流による空気覚について紹介した。多様な空気流を発生させる空気流発生装置(AFGD)、それを用いて発生させた空気流による空気覚の認知特性、冷感・嗜好の感性評価および皮膚温度変位の生理特性などの成果は、感性に関わる今後の新たな提示およびセンシング技術の萌芽となり得ると考えている。

【著者紹介】
石川　智治（いしかわ　ともはる）
博士（情報科学）
宇都宮大学工学部、基盤工学科・情報電子オプティクスコース、准教授

■略歴
2001年3月 北陸先端科学技術大学院大学情報科学研究科修了
2001年4月 日本学術振興会・未来開拓学術研究推進事業・RA
2001年11月 北陸先端科学技術大学院大学 助手
2008年10月 宇都宮大学大学院工学研究科　助教
2012年6月 宇都宮大学大学院工学研究科　准教授
現在に至る

■専門分野
感性情報学、多感覚認知、質感知覚、心理物理学

■学会活動
日本感性工学会 理事 （2021－）