[論文レビュー] Impact of robot responsiveness and adult involvement on children's social behaviours in human-robot interaction

David Cameron, Samuel Fernando+5 more|arXiv (Cornell University)|Jun 20, 2016

Social Robot Interaction and HRI参考文献 14被引用数 5

ひとこと要約

本研究は、人間-ロボット対話（HRI）におけるロボットの反応性と大人の関与が、子どもたちの社会的行動に与える影響を調査する。人型ロボットZenoを用いて、完全に自律的かつ反応性の高いロボットは、子どもたちの身体活動と予測的視線を増加させた一方、大人が支援するが反応性が低いロボットは、自己報告による肯定的感情を高めた。これは、反応性が社会的認知と関与に与える影響を示している。

ABSTRACT

A key challenge in developing engaging social robots is creating convincing, autonomous and responsive agents, which users perceive, and treat, as social beings. As a part of the collaborative project: Expressive Agents for Symbiotic Education and Learning (EASEL), this study examines the impact of autonomous response to children's speech, by the humanoid robot Zeno, on their interactions with it as a social entity. Results indicate that robot autonomy and adult assistance during HRI can substantially influence children's behaviour during interaction and their affect after. Children working with a fully-autonomous, responsive robot demonstrated greater physical activity following robot instruction than those working with a less responsive robot, which required adult assistance to interact with. During dialogue with the robot, children working with the fully-autonomous robot also looked towards the robot in anticipation of its vocalisations on more occasions. In contrast, a less responsive robot, requiring adult assistance to interact with, led to greater self-report positive affect and more occasions of children looking to the robot in response to its vocalisations. We discuss the broader implications of these findings in terms of anthropomorphism of social robots and in relation to the overall project strategy to further the understanding of how interactions with social robots could lead to task-appropriate symbiotic relationships.

研究の動機と目的

• 人間-ロボット対話（HRI）におけるロボットの自律性と反応性が、子どもたちの社会的行動に与える影響を調査すること。
• 大人の関与が、HRIにおける子どもたちの関与度と感情に及ぼす中間的役割を検討すること。
• 子どもたちの社会的認知と社会的相互作用の期待が、社会的ロボットとの相互作用にどのように影響するかを明らかにすること。
• ロボットの信頼性と社会的能動性の認識が、子どもたちの行動的・感情的反応に与える影響を評価すること。
• ロボットの反応性と社会的認知に関する知見を基に、持続的で共生的な長期的人間-ロボット関係の構築に貢献すること。

提案手法

• Zenoロボットと子どもたちが対話する2条件（完全に自律的かつ反応性の高い状態、大人が支援する状態）における準実験的研究を実施した。
• 音声認識（ASR）を用いてロボットの反応をトリガーとし、ASRの成功・失敗に基づき、自律的対話または支援付き対話を実施した。
• 子どもたちの視線の向き、身体活動、顔の表情、および対話終了後の感情状態を自己報告アンケートで記録した。
• 視線パターンを分析し、音声への反応としての「反応的視線」と、応答を予期する「予測的視線」を区別した。
• オープンエンドの質問を用いて、子どもたちがロボットの社会的能動性をどのように認識しているかを定性的に収集した。
• Godspeedアンケートおよび事前測定としてのアニメーショナリティと社会的能動性の尺度を用い、行動的反応とロボットの社会的認知度の相関を分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ロボットの反応性は、HRI中の子どもたちの身体活動と社会的関与にどのように影響するか？
• RQ2 HRI中に大人が関与することは、子どもたちの報告する感情状態やロボットを社会的実体として認識する意識に影響を与えるか？
• RQ3 ロボットの自律性に応じて、子どもたちの視線行動（特に予測的視線と反応的視線）にどのような差が生じるか？
• RQ4 ロボットの信頼性の認識が、HRIにおける子どもたちの感情的・行動的反応にどの程度影響を与えるか？
• RQ5 子どもたちの自己報告による感情状態と観察された顔の表情は、ロボットの反応性と大人の支援にどのように相関するか？

主な発見

• 完全に自律的かつ反応性の高いロボットと対話した子どもたちは、反応性が低い大人支援付きロボットと比較して、ロボットの指示に従った後の身体活動が顕著に増加した。
• ロボットが完全に自律的である条件では、会話中に予測的視線がより多く観察された。これは、応答を期待する認識が高まっていることを示している。
• 大人の支援がある条件では、子どもたちがより高い肯定的感情を報告した。これは、大人の存在がタスクの楽しさを高める要因となっている可能性を示している。
• 音声に反応してロボットを見る視線の頻度は、大人支援付き条件でより高かった。これは、反応的注意が優勢であることを示しており、予測的関与とは異なる。
• 子どもたちの視線が大人研究者に向かう頻度は、条件間で有意差がなく、大人の存在がロボットとの対話から注意力を逸らさなかったことを示している。
• これらの結果から、ロボットの反応性が社会的認知と行動的関与を形づくる一方で、大人の関与はロボットの自律性とは独立して感情的反応に影響を与える可能性がある。