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人間の認知メカニズムを利用した作業効率向上手法の研究

電気通信大学 大学院情報理工学研究科 情報学専攻

客員研究員 櫻井 翔

sho@vogue.is.uec.ac.jp

http://sakuraisho.info

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作業効率向上手法に関する従来技術とその問題点(１)

作業前の準備により，パフォーマンスを維持することが前提

• タスクマネジメント [Mohanta et al. 2012]

– 関連知識の取得・作業への慣れ，ストレス・眠気の軽減

❌自発的に自己を律する努力を要する

❌誰もが一律の効果を得られるとは限らない

• スケジューリング管理

– 機械学習によるToDo・作業優先度管理 [Swingdo; BHI株式会社]

– 作業履歴に基づく作業進捗・完了時間の予測 [Willdo; 竹内ら 2014]

❌現状は手動での入力管理に依存

❌途中で変更が起きた場合の対応に手間が掛かる

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新技術(1)：Mercurial Clock

−時計を利用した作業効率向上手法−

• 時計の運針速度を速めると，作業の量的質的効率が向上

– 時計は行動ペースや時間を把握するための共通基準

– アナログ時計の針は右回転し正確な時間を示すという先入観

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• 実時間で30分間の文章入力作業

– 入力された文字数を作業速度の指標として使用

文章入力作業における検証実験

Slow（2/3倍速）

Fast（3/2倍速）

Normal（等倍速）

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文字入力作業の結果（作業速度）

時計表示条件 Slow Normal Fast

入力文字数(Ave±SEs) 4472.3±320.9 字 5211.8±380.8字 5605.2±339.8字

• 時計の運針速度と作業速度に正の相関

– 作業速度に対する運針速度の主効果が有意

• 増減両方向に約8％作業量が変化

N=6（ブラインドタッチができる21〜24歳の被験者）

Y. Ban，S. Sakurai，T. Narumi, T. Tanikawa，M. Hirose. (2015) Improving Work Productivity by Controlling the Time Rate

Displayed by the Virtual Clock. AH2015, 25-32.

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文字入力作業の結果（エラー数）

• 時計の運針速度が速いほど，作業の質適量的効率が向上

– 運針速度はエラー数や主観的な疲労，作業時間の感じ方に影響せず→

運針速度が速い時はエラー率が低下している

– 被験者は時計をほとんど直視していなかった

– 運針速度の変化に気付いていても同様の効果が得られた

– 刺激の形状や動作が通常のアナログ時計に準ずる場合のみ，刺激の変化速度（運針速度）が作業速度に作用

時計の運針速度 時計の運針速度

バックスペースキーの

打鍵数

（Norm

al

条件を基に正規化）

タイプミスの数

（Norm

al

条件を基に正規化）

N=6

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新技術(1)の特徴・従来技術との比較

行動に無意識的に影響する情報を利用した作業支援

• 従来技術

– 作業中にパフォーマンス向上を図る工学的技術はほとんどない

• 新技術(1) Mercurial Clock

– 作業中に無意識的にパフォーマンスを向上

– 時計は誰もが日常的に使用しているため，提示しても作業の妨げにならず，自発的な努力なく一律の効果を得ることが期待される

– 作業環境を大規模に作り変える必要はないため，コストが低く，作業内容を問わずどこにでも導入可能

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想定される用途と実用化に向けた課題

• 作業時間の短縮によるワークライフバランス改善

• 教育・運動等の学習における成功体験の提供や持久力向上

• 行動速度制御の観点から，以下の用途への展開も考えられる

– 健康問題対策：肥満や認知症進行の予防・抑制のための早食い防止

– デジタルゲーム：難易度設計の新たな軸

– ストレス軽減：行列の待ち時間や運転時の道路渋滞等の場面

• 単純作業における効果は確認

– 締切がある作業，論理性や創造性を要する作業における検証も必要

• 現在の手法では時計本来の時間表示機能が失われる

– 大手広告代理店との共同開発において，プロダクト化を見据えての上記課題解決策の効果検証の結果，その効果が確認されつつある

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作業効率向上手法に関する従来技術とその問題点(2)

計算ではなく閃きによって解決策を得る創造的作業の支援が困難

• 創造力向上訓練手法 [Mansfield et al. 1978]

– 問題の解決策を考える訓練

❌主に児童・個人の訓練を想定しており，努力や時間的コストを要する（集団から得られる創造性は，個人の創造性の総和とは限らない）

• Computer Supported Creative Work (CSCW)

– 第三者的意見や会話の方向性を提示 [Nishimoto et al. 1996; 1998]

❌コンピュータがユーザ間のインタラクションに密に介在するため，ユーザ間の直接的なコミュニケーションによって真に創造性の高い発想が得られるわけではない

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新技術(2)：SmartFace

−情動伝染効果を利用した創造力向上手法−

相手の表情を笑顔に見せると，ブレストで出るアイディア数が増加

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情動と創造性

• 快感情は作業パフォーマンスや創造性を向上させる [Isen et all. 1987; Lewis et al. 2011]

• 自己の表情や他者の表情・容貌が感情に影響

– 表情フィードバック仮説 [Tomkins 1962]

– 情動伝染 [Hatfield et al. 1993]

– 自分の顔に似ている人に信頼や魅力を感じやすい[DeBruine et al. 2002: 2004]

会話相手の表情や容貌を変えて見せることでコミュニケーションを阻害せずに創造性を向上

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Image Deformationを用いた表情変形

• 扇情的な鏡

– 自己の表情のリアルタイム変形・フィードバックによる情動喚起

S. Yoshida, S. Sakurai, T. Narumi, T. Tanikawa and M. Hirose. (2013) Manipulation of an emotional experience by real-time deformed facial feedback; AH2013, 35-42

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• カメラ画像に半透明合成する素材画像の顔パーツの特徴点の位置をカメラ画像の顔パーツの特徴点に合わせて制御

容貌合成手法

出力結果

カメラ画像 素材画像

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フィードバックした表情と回答数の結果

• 互いに笑顔に見せた時の回答数が有意に増加（約1.5倍）

– 相手の表情によって課題の難易度が異なって感じられた

0

2

4

6

8

10

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変化なし 笑顔 悲しい顔 自分の顔

回答数

＊＊

＊

N=10

＊: P<.05

条件 変化なし 笑顔 悲しい顔 自分の顔

回答数±標準誤差 8.3±0.7[個] 12.2±1.3[個] 6.9±0.8[個] 7.7±1.0[個]

櫻井，中里，吉田，鳴海，谷川，廣瀬. (2015) 表情変形フィードバックによる遠隔協調作業における創造力向上支援. VR論, 20(4) 323-332.

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新技術(2)の特徴・従来技術との比較

集団間インタラクションにおいて

互いの情動に無意識的に影響する情報を利用した作業支援

• 従来技術

– 作業そのものやユーザ間のインタラクションを妨げずに作業中に創造性向上を図る工学的技術はほとんどない

• 新技術(2) SmartFace

– メディアを介して得られる互いの身体的情報加工により，集団間の情動に働き掛けることで，コミュニケーションを阻害することなく創造性を向上

– 情動のメカニズムの理解・活用により，集団作業の結果に作用する個々の雰囲気やモチベーションを無意識的にポジティブな方向に導く

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超現実テレプレゼンス

• テレプレゼンスは情報にフィルタを掛けられることこそが利点

• 対面では不可能な，対面よりも豊かなコミュニケーションを支援

横山, 鈴木, 木下, 望月, 山田, 櫻井, 鳴海, 谷川, 廣瀬. (2015) コミュニケーションを拡張する“超現実テレプレゼンス”の提案. 情報処理学会研究報告. HCI, ヒューマンコンピュータインタラクション研究会報告 2015-HCI-163(4), 1-5,

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性別的印象操作によるソーシャルタッチ効果向上手法

• ソーシャルタッチ（社会的行動としてのタッチ）

– 利他的な行動の誘発，承諾率の上昇，ストレスの低減[Crusco et al. 1984; Gueguen 2002; Koole et al. 2013]

– 遠隔のタッチ（Social Mediated Touch）も同様の効果 [Haans et al. 2006]

– 同性間（特に男性間）のタッチは異性間よりも不快に感じられやすい[Heslin 1983; Haans et al. 2012]

遠隔通信における相手の性別的印象を操作

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性別的印象が作業意欲に与える効果の検証

変換

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実験結果（音声操作による作業量の変化）

• 音声操作のみによっても作業を継続する意欲が向上

• 実際の性別が分かっていても性別的印象操作によってソーシャルタッチの効果が向上

約7％増加 約20％増加

K. Suzuki, M. Yokoyama, Y. Kionshita, T. Mochizuki, T. Yamada, S. Sakurai, T. Narumi, T. Tanikawa, M. Hirose. (2016)

Gender-Impression Modification Enhances the Effect of Mediated Social Touch Between Persons of the Same Gender.

Augmented Human Research, 1(1):2.

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想定される用途と実用化に向けた課題

• 遠隔協調作業における作業やコミュニケーションの円滑化

• 協調作業に要する能力の獲得および実践的訓練

• 鬱病・対人恐怖症等の心理的医療支援

• 映画やVRシステムのエンタテインメント性の拡張

• オンラインショッピングの購買意欲向上，遠隔相談支援

• 実際のオンライン環境における効果の検証

– これまでの検証は通信遅延に起因する問題を避けるためにオフライン環境で実施

– 3人以上での利用等における結果の評価

– アイディアの発散ではなく収束のための会議における評価

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企業への期待

• 時計を利用した作業効率向上手法– ワークライフバランスを重視する多様な企業や省庁における長期的・大規模な検証およびデータ収集

– 教育や運動等の学習時に利用可能なアプリとしての実用化

– 美術館やフードイベント等，公共空間でのストレス軽減効果の検証

• 情動伝染効果を利用した創造性向上手法– 在宅業務やフレックス業務等，遠隔作業が多発する職種において，多人数会議環境へ導入可能なアプリケーションの構築

– 心理的医療支援の現場へ導入した場合の効果検証

• 人間の認知メカニズムを利用した作業支援手法を社会に導入する上での倫理基盤構築に向けた社会的所見の調査– 調査結果の公開を前提に，広く企業・一般に対して，手法に期待すること，倫理性，不安を感じる点等に関する調査アンケートを実施したい

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本技術に関する知的財産権

• 発明の名称：ソーシャルタッチ制御装置

• 出願番号： 特願2015-094315

• 出願人： NTT株式会社，東京大学

• 発明者： 横山正典, 山田智広, 望月崇由, 青木良輔, 鳴海拓志,

鈴木啓太, 木下由貴, 櫻井翔, 谷川智洋, 廣瀬通孝

• 発明の名称：コミュニケーション装置

• 出願番号： 特願2015-094319

• 出願人： NTT株式会社，東京大学

• 発明者： 横山正典, 山田智広, 望月崇由, 青木良輔, 鳴海拓志,

木下由貴, 鈴木啓太, 櫻井翔, 谷川智洋, 廣瀬通孝

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産学連携の経歴

企業カテゴリ 期間 内容 役割

VR技術関連企業 2016年−

2017年コンテンツデザイン，関連研究調査

個人アドバイザ

大手自動車部品メーカー，東京大学

2016年−

現在新技術開発に関する共同実験の実施，関連研究調査

広田研究室

大手広告代理店 2017年−

現在共同コンテンツ開発における共同実験の実施，関連研究調査

個人アドバイザ（電通大櫻井，東大伴）

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VR論, 18(3), 46-47

マンガによる先端的研究技術紹介

• 漫画家としての活動：国内外の最新の研究成果を漫画で紹介

– 文章や写真のみでは伝わりにくい研究が理解しやすくなると好評

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HI論, 18(4), 49

マンガによる先端的研究技術紹介

日本HI学会誌, 日本VR学会誌でも連載（活動成果の詳細は http://sakuraisho.info/comics で公開）

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お問い合わせ先

国立大学法人 電気通信大学

産学官連携コーディネーター 今田 智勝

ＴＥＬ ０４２－４４３ － ５８７１

e-mail imada＠sangaku.ac.jp