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▼新年号

A WASEDA Miscellany

Massimiliano ZECCA, Ph.D.

Research on Emotional Humanoid Robotics: a good excuse to study yourself

Massimiliano ZECCA, Ph.D.
Associate Professor of Robotics ICSEP - International Center for Science and Engineering Programs School of Creative Science and Engineering Faculty of Science and Engineering

One of the oldest dreams of mankind has been the creation of an artificial being similar to the human. We can trace this dream all the way back to 2000 BC, with the ancient legend of Cadmus who sowed dragon's teeth in the ground, from which there sprang a race of fierce armed men, called Spartes. Moving from legend to history, the Mechanical Clock of the Duomo in Orvieto, Italy (1351) is considered the earliest automata documented in Europe. But it is only during the XVIII and XIX centuries, though, that the technology was sufficiently advanced to develop several practical examples of automatic machines, in particular for entertainment.

In Europe, unfortunately, these machines started to be seen as a threat to humankind, as testified for example by the novel "Frankenstein, or, The Modern Prometheus", synonymous with the theme of a robot or monster advancing beyond its creator, or by the Jewish myth of the Golem - which incidentally can be considered as a modern robot, being it made of high tech metals and silicon chips (soil), activated by programs (incantations). From that moment on, the vision of robots in the Western culture has always been somehow negative.

In Japan, the development of technology proceeded almost in the same way as in Europe, with the development of several arts and techniques, including the Karakuri Ningyo, together with the diffusion of theoretical textbooks and "do it by yourself" manuals (in particular during the Edo Period (1603-1868) - "the Japanese Reinassance"). Unlike in Europe, this technology was always very positively accepted and welcomed. This positive attitude made it possible for the research on Humanoid Robotics to begin. Prof. Ichiro Kato and his colleagues of Waseda University, in fact, started the WABOT Project in 1970 and presented WABOT-1, which is the first full-scale human-like robot, in 1973.

Since then, the research on personal robotics spread worldwide, and several robots have been developed to investigate the socio-emotional aspects of human-robot interactions. These robots range from animaloid robots like the therapeutic robot PARO which interact with human beings and make them feel emotional attachment, to humanoid robots like Waseda WE series and KOBIAN to explore socio-emotive face-to-face interactions with people to explore face-to-face interactions (but the whole list could be much longer).

Although the immediate, practical application of these robots seems to be almost non-existent, besides making the headlines at each new experiment, these researches are extremely important for our society. Why?

From the engineering point of view, by endowing robots with the ability to express and understand emotions and gestures, we can improve the interaction between humans and robots; robotics emotions can also improve the organization of autonomous behavior in robots, making the latter more useful in real applications. Eventually, these researches create a lot of fundamental technologies that can be easily applied in other fields, and also nurture many talented engineers and scientists. On the other hand, from the scientific viewpoint, the modeling of emotions in autonomous robots can contribute towards improving the knowledge on the generation and understanding of emotions and consciousness in human beings in general. It could also help in studying neurological disorders, such as Parkinson's and Huntington's, or developmental disorders, such as autism by using expressive/emotional robots and robotic devices.

If you think of the human being as an extreme and exquisite example of robotic system, you can easily imagine that its observation and analysis could lead to the clarification of the basic mechanisms underlying human's control of their bodies. This, in turn, is an extremely important and helpful tool for the aging society in order to realize better health-care systems, human-support devices, teleoperation methods, and so on. Research on humanoid robotics, therefore, is just a different way of saying that it is a research done by humans investigating on humans to better understand humans themselves. Research on humanoid robotics, therefore, is basically just a good excuse to study and understand your own self.

Playing with Gundam.(ガンダムで遊ぶ)

エモーショナル・ヒューマノイド・ロボットに関する研究は、自分自身を研究するよいきっかけ

マッシミリアーノ・ゼッカ博士
理工学術院創造理工学部国際教育センターロボット工学准教授

 人間の古くからの夢の1つは、人間と似た人工生命の創造でした。この夢の起源は、古代のカドモスの伝説が生まれた紀元前2000年にまで遡ることができます。カドモスは竜の歯を地中に植え、そこからスパルトイと呼ばれた武装した荒々しい男たちが飛び出してきたのです。伝説から歴史へと時は移り、今ではイタリアのオルヴィエートにあるドゥオーモ(大聖堂)の機械時計(1351年)がヨーロッパで確認されたもっとも古いロボットであると考えられています。しかしながら、特に娯楽用となるいくつかの自動機械を実際に開発できるだけの技術が十分に発達していた時期は18世紀と19世紀の間だけでした。

 残念なことにヨーロッパでは、これらの機械は人間に対する脅威とみなされるようになったのです。これは、例えば小説『フランケンシュタイン』やユダヤ教のゴーレムの伝説からも分かります。フランケンシュタインはロボットや怪物がその創造者を超えて進化するというテーマと同義であり、ゴーレムは言ってみれば最先端の金属とシリコンチップ(土)から作られ、プログラム(呪文)によって動く現代のロボットとみなすことができます。それ以来、西洋文化におけるロボット像には常にどことなくマイナスのイメージがありました。

 日本での技術発展は、ヨーロッパとほぼ同じように進み、からくり人形を含むいくつかの技巧や技術が開発された他、理論的な指南書や「日曜大工」マニュアルも普及しました(とりわけ、「日本のルネッサンス」と呼ばれた江戸時代(1603年~1868年))。しかも、ヨーロッパとは異なり、この技術は常に非常に積極的に受け入れられ、歓迎されたのです。この前向きな姿勢こそが、ヒューマノイド・ロボットに関する研究の開始を可能にしました。1970年に加藤一郎教授と早稲田大学の同僚たちによって、実際にWABOTプロジェクトが開始され、1973年には世界初の原寸大人型ロボットであるWABOT-1が誕生しました。

 以来、人型ロボット工学の研究は世界中に広まり、人間とロボットの相互作用における社会情緒的な側面を研究するために複数のロボットが開発されています。これらのロボットは、人間と交流することで人間に愛着を感じさせる癒し系ロボットPAROのような動物型ロボットから、人間との社会情緒的な対面相互作用の研究や対面相互作用の研究のために開発された早稲田大学のWEシリーズやKOBIANといった人間型ロボットまで広範囲に及びます(さらに数多くの例があります)。

 新しい実験が行われるたびに大きなニュースになる以外には、こうしたロボットの応用や実用化はほとんど行われていないように見えますが、こうした研究は私たちの社会にとっては非常に重要なものなのです。それはなぜでしょうか?

 工学的見地から見れば、ロボットに感情やジェスチャーを表現・理解する能力を与えることによって、私たちは人間とロボットの間の相互作用を高めることができます。また、ロボットの感情は、ロボットの自律行動の機構を改善し、さらに実用的なものを創り出すのに役立ちます。ゆくゆくは、こうした研究が他の分野にも容易に応用できる多くの基礎技術を生み出し、それと同時に、多くの才能ある技術者や科学者を育成することにもつながります。一方、科学的見地からすると、自律型ロボットに感情をモデリングすることは、ある世代についての知識を深めたり、人間全般の感情や意識の理解に貢献することにつながります。また、表現型/感情型ロボットやロボット装置を用いることによって、パーキンソン病やハンチントン病などの神経障害や自閉症などの発達障害の研究に役立てることもできるかもしれません。

 人間をロボットシステムの極端かつ精巧な例であると考えれば、ロボットの観察と分析は、人間が自らの体を制御する際の基礎となる機構の解明につながる可能性があります。これは、ひいては高齢化社会におけるより良い医療システムや補助装置、遠隔操作などの実現のために非常に重要で有用な手段です。言い換えれば、ヒューマノイド・ロボットに関する研究は、人間による、人間をより良く理解するための、人間に関する研究なのです。つまり、ヒューマノイド・ロボットの研究は、基本的には人間が自分自身を研究、理解するよいきっかけといえるでしょう。