2.1 ビヘイビアの記述

本ロボットでは、センサに対するリアクション、自発的動作、音声対話などのすべてのふるまいをビヘイビアとする。これらのビヘイビアをユーザが設計し、その記述を作成・共有するためには、何らかの方法でビヘイビアの記述を制御プログラムから分離し、記述の独立性を高める必要がある。そこで本研究では、ビヘイビアを記述するためのXML表現によるスクリプトを定義した。ビヘイビアはスクリプトによって表現され、ロボットの動作はこのスクリプトをビヘイビア制御モジュールが解釈することで実行される。

ロボット工学において``ビヘイビア''という名称は一般的に、センサ入力に対するリアクションという意味で用いられる。本論文では、特にビヘイビアの構成要素として、次の三つを定義する。

• コンディション

• アクション

• エフェクト

コンディションとはビヘイビア実行の条件あるいはトリガを指す。つまり、ロボットに対するセンサ入力や、一定時間の経過などがこれにあたる。アクションはロボットの動作を指し、サーボモータの角度の変化や音声の出力などがあてはまる。エフェクトは、ビヘイビアの実行結果として生じるロボットの内部パラメータの変化を指している。パラメータとは、数値であらわされる変数である。スクリプトでは、この変数をビヘイビアの設計者が自由に定義でき、コンディションなどに利用することができる。用途としては、たとえば、眠気の度合いや感情の起伏を数値化したものを変数に格納しておくことで、「眠いときに実行される」あるいは「機嫌がいいときに実行される」というようなビヘイビアの実行条件を指定することができる。また、エフェクトにおいても、「頭を撫でられると機嫌がよくなる」というような効果を実現することができる。

次に、ビヘイビアのスクリプトについて説明する。次のソースコードは、ビヘイビアの構成要素の一つである、コンディションの記述である。この例では、「変数`flag'が1または2」かつ、「マイクで`こんにちは'という発話を認識した」場合に実行されるビヘイビアであることを指している。変数比較のコンディションの演算子は、eq（等しい）、gt（より大きい）、lt（より小さい）、geq（以上）、leq（以下）を指定する。他にもコンディションでは、ビヘイビア実行の条件として、以下のものを利用することができる。

• 一定時間が経過した

• 手のひらのスイッチが押された

• 顔認識に成功した

• 音声認識に成功した

これらの条件をandやorで組み合わせてコンディションとして指定することで、ビヘイビアの実行条件を記述する。

アクションの記述例をソースコード次に示す。この例は、左手を上に挙げ、左右に振りながら、音声合成で「こんにちは」と発話するアクションを示している。

次に、エフェクトの記述例をソースコード次に示す。エフェクトでは、ビヘイビアの実行による内部パラメータの変化を記述する。ここでは、変数pleasureに値1を加算することを示している。

ビヘイビアを記述するには、コンディション、アクション、エフェクトのIDをそれぞれ指定する。この三つの組み合わせがビヘイビアを表している。このように三要素を分離しているのは、複数のビヘイビアで同じアクションを使用したり、同じ条件下で実行される複数のビヘイビアを記述しやすくするためである。複数のビヘイビアが同時に実行条件を満たす場合、priorityの数字が最も大きいビヘイビアが実行される。

3.1 ビヘイビアエディタ

前節では、ビヘイビアを共有および再利用可能なコンテンツとして扱うために、XMLによるスクリプトを定義した。このスクリプトの記述を支援し、コンテンツ化するために、ビヘイビアエディタと呼ばれるソフトウェアを開発した。ビヘイビアエディタは、ビヘイビアを設計するためのGUIを持ち、ビヘイビアサーバとの通信機能を備えており、作成したコンテンツはサーバに保存される。この通信機能については後述する。ビヘイビアエディタはアクションエディタ、コンディションエディタ、エフェクトエディタからなり、それぞれを作成したあと、それらを関連付けることにより、一つのビヘイビアコンテンツを作成する。

アクションエディタでは、モーションや発話内容などの作成を行う。その動作画面を図に示す。アクションエディタは、タイムライン部、サーボ部、発話文生成部からなる。ロボットは内部的に、時間を離散的に分割した、フレームという時間単位を持つ。ここで、1フレームは500ミリ秒である。タイムライン部ではこの1フレームが方眼の1マスとして表現されており、横軸が時間、縦軸がサーボの部位を表している。モーションの作成では、タイムライン上にキーフレームと呼ばれるフレームを配置する。それぞれのキーフレームにおけるロボットの姿勢をサーボ部で指定すると、実行時にはキーフレーム間の姿勢が自動的に補完される。また、発話部に入力したテキストは、アクションの発話要素になる。タイムラインの`再生'ボタンを押すと、ユーザの指定したロボットと通信を行い、実際にそのモーションと発話をあわせたアクションをロボットに実行させ、動作確認をすることができる。

図2: アクションエディタ（上：タイムライン部、左下：サーボ部、右下：発話文生成部）

コンディションエディタの動作画面を図に示す。コンディションエディタはツリー部と条件部によって構成され、ツリー部にはandやorによるツリー構造で表されたコンディションが表示され、ツリーのアイテムが各条件に対応している。条件部ではツリー部における条件アイテムの編集および新規作成を行う。条件としては前節で述べたものを利用できる。

図3: コンディションエディタ（上：ツリー部、下：条件部）

他者が設計したビヘイビアを再編集し、アップロードすることも可能である。これにより、参加者一人一人のコンテンツ作成能力が高くなくても、ビヘイビアの不備な点が第三者によって修正され、全体の質の向上に繋がると考えられる。

コンディションエディタやエフェクトエディタにおいて、変数の値を条件として利用することができるが、第三者が作成した変数を利用する場合、その変数記号がどのような意味を持っているのかという情報が必要になる。また、変数だけでなく、ビヘイビア、アクション、エフェクト、コンディションについても、意味的な整合のために、それぞれが持つ意味をユーザ同士で共有する必要がある。そこで各エディタでは、図のように、変数やビヘイビアなどの選択に同期して、それに対するコメントが表示される。このコメントは編集ボタンを押すことで、自由に編集することができる。

図4: 変数に対するコメントの付与（左：変数選択部、右：コメント部）

3.2 ビヘイビアコンテンツの共有

作成したビヘイビアコンテンツを共有し、すべてのロボットに対してそのコンテンツを配信するために、ビヘイビアエディタは前述したビヘイビアサーバと呼ばれるサーバにコンテンツを保存する。ビヘイビアエディタは、作成したコンテンツをXML形式でサーバへ送信する。サーバは、ロボットへの配信のために、すべてのビヘイビアコンテンツのインデックス情報を一つのXMLデータとして管理している。これがビヘイビアサーバのビヘイビア空間のインデックスである。ロボットは起動時にサーバと通信をおこない、ロボット内のビヘイビア空間のインデックスと、サーバ上のものを比較し、更新情報を取得する。その後、差分に相当するビヘイビアコンテンツをダウンロードする。これによって、すべてのロボットは同じビヘイビア空間を共有することになる。その際にも、ロボット内部にある変数にセットされた値は初期化されず、それぞれのロボットにおいてそのまま維持される。これにより、すべてのロボットが同じビヘイビア空間を共有していながら、それぞれのロボットには、それまでユーザがおこなってきたインタラクションの違いによって、異なったふるまいをさせることができる。

また、ビヘイビアコンテンツは内部的にIDが割り当てる必要があり、他のビヘイビアから参照する場合にそのIDを利用する。すべてのロボットが同じビヘイビア空間を共有するためには、ビヘイビアなどに割り当てるIDは、全ロボットを通して一意でなくてはならない。そこで、ビヘイビアサーバがIDの発行および管理を行う。エディタを用いてコンテンツを設計する際に、エディタはサーバと通信をおこない、IDの発行を依頼し、発行されたIDをビヘイビアに割り当てる。

4.1 ビヘイビア間の意味的な整合

従来のコミュニケーションロボットのビヘイビアは専門家があらかじめ設計したものであるため、当然、ビヘイビア同士が意味的な矛盾を起こすことは少ないと考えられる。本論文で提案したシステムでは、ビヘイビアは複数のユーザが協調的に設計するため、すべてのビヘイビアの効果の予測が十分にできず、全体として意味的な整合性を管理することは困難である。これは、Wikipediaなどのマス・コラボレーションツールにしばしば見受けられる問題である。本論文では、ビヘイビア同士の意味的な矛盾を抑制するための仕組みとして、ビヘイビア作成の際に、作成中のものと同条件下で実行されうるビヘイビアを表示する。これは、個々のビヘイビア間における矛盾を発見をしやすくするものであり、ビヘイビア空間全体としての整合性が保証されるものではない。そして、そのような全体の整合性は、実際にロボットを動作させることで確認されるものである。したがって、作成段階だけでなく、実際の動作を踏まえたフィードバックを行うことで、よりビヘイビア集合の質を高めることができると考えられる。具体的には、矛盾を発見したユーザがビヘイビアコンテンツに対するアノテーションの付与をおこない、ビヘイビアの設計者に修正を促したりすることなどが考えられる。

4.2 システムの運用と評価実験

従来の一般的なコミュニケーションロボットのビヘイビアは、あらかじめ用意されたものの中から選択し、実行される。そしてその多くは、コミュニケーションに応じてビヘイビアのパターンを増やし、生物の成長を模倣する。しかし、あらかじめ用意されたビヘイビアを超えるような動きを実現することができない。本システムを用いると、複数のユーザのコラボレーションによって、従来手法よりも多様なビヘイビアを期待できると考えている。その仮説を示すために、本システムを実際に複数のユーザに使用してもらい、ビヘイビアコンテンツを収集し、それによってもたらされるロボットと人間のインタラクションの質や量を従来のロボットと比較する必要がある。