日本研究チームが変形可能なロボットMOFUを開発し、生命の認知能力を調査

日本の研究チームは、変形可能な毛むくじゃらのロボットが人間に生命らしさをより強く感じさせる可能性があることを発見した。東京電機大学とSONY社は、共同でMOFU（MOrphing Fluffy Unit）と呼ばれる球形の移動ロボットを開発し、全体積の拡張と収縮が人間に与えるロボットの「活性」の認知、つまりロボットがどれだけ生き生きとしているか、または本物に見えるかにどのように影響するかを研究した。PLOS ONEに掲載された研究によると、ロボットの全体積を変えることは、ロボットが顔表情や従来の関節運動に頼らずにコミュニケーションや表現を行うための別の方法となる可能性がある。

MOFUはJitterbug構造と呼ばれる幾何学的メカニズムを採用しており、複数の部分の協調運動を通じてロボットの全体形状を変える。このロボットの高度は、単一のモーター駆動の直動機構により変化し、その範囲は約210ミリメートルから280ミリメートルで、拡張と収縮に伴って変化する。また、MOFUは差動二輪駆動で移動でき、直進や回転が可能である。研究者は、MOFUの柔らかい毛むくじゃらの外観と抽象的な球形の形状を意図的にデザインし、特定の動物に似せることはしなかった。

直接駆動モーターやその他の低ノイズコンポーネントも機械音を低減し、内蔵バッテリーによりロボットはコードレスで動作可能である。このデザインは、生物の全体積の変化方法、例えば呼吸や動物のディスプレイ、例えば飛魚の喉袋の膨張やクジャクの羽を広げる様子から部分的にインスピレーションを受けている。

ロボットの動きによる活性認知への影響

研究チームは、このような動きがより人工的なロボットに生命らしさを感じさせるかどうかを知りたいと考えた。MOFUの拡張と収縮は、自然にその垂直軸を中心にいくつかの回転を生み出す。研究者は各動きの影響を分離するために、車輪を使用して回転を相殺し、拡張と収縮の動きのみを作成した。また、比較のために回転のみの動作も作成した。その後、チームは498人の参加者による3つのオンライン動画実験を行った。不完全または無効な応答は除外された。参加者は20秒間のMOFUの動画を見て、ロボットの活性を評価するために、日本版のGodspeed質問票シリーズの活性サブスケールにある6つの項目をそれぞれ5段階評価で評点した。

最初の実験では、拡張収縮と回転の動きは、参加者の活性認知を高め、これらの動きがない場合に比べて活性認知が高かった。研究者は、拡張収縮と回転のみの場合の間に明確な違いは見られなかったことを発見した。

2回目の実験では、2つのロボットを使用した場合の効果を確認した。結果、一つのMOFUと二つの拡張収縮するMOFUの間で活性認知に明確な違いは見られなかった。しかし、二つのロボットのテストでは、動きを伴う場合が完全に静止しているロボットよりも高い活性評価を受けることが多かった。3回目の実験では、MOFUの拡張、収縮、回転と動きを結合した。参加者は動くロボットが単に動くだけのロボットよりも活性が高いと評価したが、研究者はこの実験の参加者数が予定より少なかったため、十分なサンプル量で繰り返す必要があると注意を促した。

今後の研究の方向性と応用

研究結果は、ロボットの全体積を変えることが人間にその生命感を認知させる可能性があることを示している。研究者は、今後の実験では、拡張収縮と他の形態のロボット運動を直接比較し、運動の速度、振幅、タイミングの変化が認知にどのように影響するかを調査する必要があると述べている。また、現在の研究にはいくつかの限界がある。参加者はオンラインで動画を見ており、研究者はMOFUの柔らかさ、音、または物理的存在感が人間の反応にどのように影響するかを調査していない。したがって、今後の対面研究では、全体運動が活性認知に影響を与えるかどうか、また快適さ、温もり、不気味さ、近寄りたいという気持ちなどの感情を探求することができる。

これらの能力は、最終的には医療や社会福祉環境など、人間と密接に相互作用するロボットの設計において、静音で表現豊かで空間効率の良いロボットにとって重要となる可能性がある。

MOFUロボットが生命認知に与える示唆

MOFUの設計は、ロボットの全体積を変えることで人間にその生命感を認知させる方法を示している。この研究は、ロボットの動きによる活性認知の影響を探求するだけでなく、将来の人とロボットの相互作用ロボットの設計に新しい視点を提示している。技術の進歩とともに、これらのロボットは医療や社会福祉などの分野でより大きな役割を果たし、人間により自然な相互作用体験を提供する可能性がある。研究の限界も、今後のより深い実験の必要性を示しており、特に物理的存在感が認知に与える影響についてである。