【記事更新】私のブックマーク「感性情報処理」

私のブックマーク

感性情報処理

吉田　香（九州工業大学）

1．はじめに

　私達の感性や主観を情報として処理する「感性情報処理」について紹介します．感性情報処理とは，私達の感性をコンピュータで取り扱うことができるようにする技術です．「一般的な意味での感性」とは，私達が何らかの対象に対して抱くイメージです．例えば，絵画を鑑賞したときや音楽を聴いたときの印象を指します．それでは，「コンピュータで取り扱うことができる感性」とは何でしょうか？　工学的ないい方をするならば，何らかの対象に対する主観的な評価基準であるといえます．私達自らの主観的な評価基準で何らかの対象を評価しており，私達一人ひとりその評価基準が異なると考えられます．もっというと，その評価基準は時と場合によって変化し，同じ対象に対して昨日と今日では異なる評価をすることもあります．
　感性情報処理の研究分野では，人間工学，心理学，情報工学，認知科学，知能情報学など，人間の感性に関わる数多くの研究分野が学際的に存在し，さまざまな研究が行われています．特に，人とコンピュータのより良いインタフェースを目指して，数値・論理・知識など従来の情報処理の対象でなく，直観・イメージ・感性といった主観的な情報を扱おうとする技術分野です．
　まず，はじめに，1992年度から3年間行われた文部科学省科学研究費重点領域研究「感性情報処理の情報学・心理学的研究」を紹介します．
　本研究課題では，次のような目標を掲げ，まず対象を画像・音響メディア情報に限定し，感性情報の記述・表現法を確立し，それに基づいて感性情報の生成や感性データベースの実現を目指すことが述べられています．

  • 「美しい」とか「快い」といった形容詞で表現される情報の感性的側面を情報科学の立場から探求する．
  • 知識の世界から感性の世界にメスを入れ，知識科学に対して感性科学の基礎を確立する．
  • 心理学・美学での個別の研究をもとに，情報科学の理論と強力なハード・ソフトを駆使して新しい総合科学を展開する．

　また，情報科学と心理学の研究者による学際的研究として，私達の心に訴えてくる修飾語的ニュアンスを「感性情報」と名付け，画像・音響メディア情報を対象に次の研究が行われました．

  1. 感性情報の基礎とモデリング
  2. メディアにおける感性情報の抽出・表現
  3. 行動空間の感性情報処理
  4. コミュニケーションにおける感性情報処理
  5. 感性デザインおよび感性データベース

　研究開発内容は，上記の科学研究費助成事業データベースだけでなく，次の文献に詳しく紹介されています．

　次に，1994年度から 2年間行われた通商産業省工業技術院産業科学技術研究開発制度の先導研究「ヒューマンメディアの調査研究」を紹介します．先導研究の後，1996年度から本格的なプロジェクトとして「ヒューマンメディアプロジェクト」研究開発が行われました．ここでは，感性情報処理の技術開発を大きな柱の一つとし，当時情報処理技術の一つとして大きく発展した人工現実感技術と知識処理技術と調和させ，新しい情報処理の基盤技術の確立を目指して研究開発が行われました．

　このほかにも，情報処理学会

や，日本ロボット学会

でも，感性情報処理技術が紹介されています．また，2007年5月には，経済産業省において，感性価値という新たな着眼点からの価値軸の提案を行う「感性価値創造イニシアティブ」が策定され，2008～10年度を「感性価値創造イヤー」と定めて，感性価値創造の実現に向けたさまざまな施策が重点的に行われました．

　一方，米国では感情や感性を扱うコンピュータの技術として「Affective Computing」という研究領域があります． Affective Computingとは，1997年に MIT Media LabのProf. Rosalind Picardが提唱したのが最初といわれています． Picardは，自身の著書

で Affective Computingについて次のように述べています．

　if we want computers to be genuinely intelligent and to interact naturally with us, we must give computers the ability to recognize, understand, even to have and express emotions.

　私達がコンピュータに真の知性を求めるのならば，そして私達との自然なインタラクションを求めるのならば，私達はコンピュータに感情を認識し，理解し，そして感情を表現する能力を与える必要があります．

2．関連する学問分野

　関連する学問分野としては，以下のようなものがあげられます．

（注）本章は，特に中高生・高等専門学校生・専門学校生・学部生の皆さんを読者と想定しており，ほんの少しでも感性情報処理の研究に関連していると考えられる学問分野をあげています．

  • 理工学系
    • 情報工学：情報とは何かという問題から情報の取扱い方を考える
    • 基礎数学：抽象的な概念を論理的に考える理論体系として学ぶ
    • 応用数学：情報システム構築のためのプログラミングに生かす
    • 電気・電子工学：人の振舞いを計測する電子機器や通信の仕組みを理解する
  • 社会科学系
    • 情報学：情報技術の理論や知識を学び社会的な波及効果を考える
    • メディア学：映像・音声・文字などを表現するメディア全般に関する技術を学ぶ
    • 社会学：社会集団の一員としての人間に関わりのある現象を考察する
    • 経済学：社会活動における意思決定や評価のメカニズムを理解する
  • 人文科学系
    • 認知心理学：情報処理の観点から，人間の高次脳機能である認知活動を研究する
    • 行動科学：行動の観察や実験などによって，コミュニケーションや意思決定メカニズムの解明に挑む
    • 人間科学：人はどのように考え行動するのかなど，人間を科学的・総合的に探究する
    • 言語学：人は感じたことをどのように表現するのか，言語の構造や理論を学ぶ
    • 芸術学：例えば美しいと感じることはどういうことなのかを探求する
    • 心理学：人の心を科学的に探究する

　また，本学会と関係が深い研究分野としては，以下のようなものがあげられます．

  • ヒューマンコンピュータインタラクション：人と情報システムの関わり方を研究する
  • 認知心理学：情報処理の観点から人間の高次脳機能である認知活動を研究する
  • 計算知能：データ解析や学習によって知的なコンピュータを実現する

3．感性情報処理技術に基づく情報システムデザイン

　感性情報処理技術は，人にやさしい情報システムをデザインするための技術ともいえます．
　情報システムとは，Information System，つまり「情報」を取り扱うシステムのことで，コンピュータやネットワークなどを使用するシステム全体を指すこともあります．また，ときには情報処理システムや ITシステムとも呼ばれます．近年，高校では教科「情報」でコンピュータの歴史や仕組みを勉強しています．例えば，図書館の文献検索システムやデータ分析，プログラミングについても学んでいるでしょう．ここで，情報システムをデザインする技術の前に，少しだけ情報に関する歴史を紹介したいと思います．

  • 情報の表現（1940年代～）：シャノンの情報理論など
  • 情報の意味（1980年代～）：人工知能など
  • 情報の価値（1990年代～）：感性情報処理など

　それでは，従来の情報科学における「情報」と感性情報処理における「情報」はどのように違うのか？　考えてみましょう．コンピュータの世界は，誰が使っても同じ答えが出力されます．例えば，昨今流行している人工知能では，画像に写っている動物は「ネコか？」，「イヌか？」という問題を解きます．それが，感性情報だと，「好き」や「かわいい」のような問題になります．従来の情報科学が客観的な情報を取り扱うのに対し，感性情報処理では主観的な情報を取り扱います．一つの意味を指すものが複数の意味をもったり，「yes/no」ではなく「何となくそう思う」だったり，時間が経っても答えが変わらない情報に対して気持ちが変わったりしてしまい，従来の情報科学だけでは取扱いが非常に困難な主観的な情報です．
　従来の情報科学では，客観性，一意性，普遍性，再現性をもつ情報を取り扱うのが一般的ですが，感性情報処理では，主観性，多義性，曖昧性，状況依存性という特徴をもつ情報を取り扱います．

3･1　開発手順

　感性情報処理技術に基づく人にやさしい情報システムをデザインするためには，次のような手順で開発を進めます．

§1 感性や主観と結び付いていると考えられる要因を探る

　まず，ユーザの特性を理解するには，ユーザの挙動を観察したり，アンケート調査などを利用したりして，必要な情報を取得します．同時に，ユーザに提示した画像などから解析に必要な情報を抽出します．特徴を抽出するとは，対象を区別できるような情報を取り出す処理のことで，コンピュータで扱えるように情報はすべて数値化されます．
　必要な要素技術としては，ユーザの反応を知り理解するための心理学，行動科学，社会学，言語学，人間科学，経済学などがあげられます．また，ある対象の特徴を捉えるための情報学，メディア学，数学，電気・電子工学，芸術学などがあげられます．

§2 コンピュータで扱うことができるように翻訳する

　次に，ユーザの特性をコンピュータで扱えるようにするためにモデル化をします．ここでいうモデル化とは，模型をつくることではなく，さまざまな現象の本質的な部分だけを抜き出し，数理的に記述することを指します．
　必要な要素技術としては，データ解析のために，確率・統計，代数・幾何，多変量解析をはじめとした数学，情報システムデザインのために，システム工学や計算機工学を含む情報工学，認知科学，人工知能などがあげられます．

§3 ユーザ一人ひとり異なる感性に対応する情報システムデザインに応用する

　最後に，ユーザの特性と情報技術を融合的に扱うことで一人ひとりのユーザに合わせたシステムをデザインします．
　必要な要素技術としては，一人ひとりのユーザを見分けるためのユーザ識別技術，一人ひとりのユーザの感じ方に合わせるためのユーザ適応技術，そして，情報検索や情報推薦などの応用技術があげられます．

4．感性情報処理に関連する学会など

4･1　学会

　以下に，感性情報処理に関連する主な学会をあげます．

  • 日本感性工学会
    　日本感性工学会は 1998年10月9日に設立された学会です．ここでは，従来の人文科学・社会科学・自然科学などの枠にとらわれることなく，幅広い学問領域を融合して「感性工学」という新しい科学技術が展開されています．学会員の学問分野は，工学だけでなく，哲学，教育，心理，芸術，政治，経済，経営，社会などの人文・社会科学系から，医学，生理学，化学，材料，機械，情報，システムなどの自然科学系まで多様です．
  • 日本知能情報ファジィ学会
    　日本知能情報ファジィ学会は，1989年に「日本ファジィ学会」として設立され，2003年に「日本知能情報ファジィ学会」と改称された学会です．曖昧さを含む全方位から知能の解明，実現，応用に対して科学的に挑戦する学会であることが掲げられています．また，自然科学・技術にとどまらず，人文・社会科学の分野も包含し，領域横断的で知能に関わるさまざまな研究が行われています．上記の日本感性工学会と同様に，幅広い学問分野を融合しているところが特徴的です．
  • ヒューマンインタフェース学会
    　ヒューマンインタフェース学会は，1999年1月13日に設立された学会です．学会設立趣意書には，ヒューマンインタフェースは技術と人との関係に関する学術であり，また技術を提供する立場だけでなく，技術の受け手の立場からの研究，評価を重要視していることが述べられています．また，理工的なものの原理とともに，人文的な人の原理を生理，認知，心理，文化，社会のレベルで取り入れ，さらに感性や魅力を活性化するデザインを手がけるなど幅広い横断的な学術組織であることが述べられています．
  • 日本神経回路学会
    　日本神経回路学会は，1989年に設立された学会です．生理，心理，理工学の学際分野における神経科学，脳の情報処理，ニューロコンピューティング技術を中心に，理論的な研究から生理計測を含む実践的な研究まで幅広く研究が行われています．
  • 日本デザイン学会
    　日本デザイン学会は，1953年7月20日に設立された学会です．和文誌「デザイン学研究」と英文誌「Journal of the Science of Design」による学術論文だけでなく，作品そのものが投稿された「作品集」が J-STAGEで公開されています．
  • 映像情報メディア学会
    　映像情報メディア学会は 1996に設立された学会で，その前身にはテレビジョン学会があります．映像情報メディアとは，映像に関わる機器，システム，通信方式など，広範な領域の学問・技術を含む総合技術であるといえます．近年は，コンテンツ技術にも活動範囲が拡大されています．
  • 日本認知科学会
    　認知科学（ cognitive science）とは，情報処理という観点から生体（特に人）の知の働きや性質を理解する学問であると定義されています．学会のWebサイトでは，1950年頃に当時全盛であった行動主義心理学（behaviorism）に異を唱える形で，人工知能（artificial intelligence）とともに成立したと考えられていると述べられています（内村直之，植田一博，今井むつみ，川合伸幸，嶋田総太郎，橋田浩一：はじめての認知科学，新曜社（2016））．
  • 日本心理学会
    　日本心理学会は，心理学の進歩普及を図ることを目的として 1927年（昭和 2年）4月 7日に創立された学会です．学会のWebサイトでは，心理学を「心の科学」と捉え，心の働きの表れとしての「行動」も，意識することができない心の側面である「無意識」も心理学の対象となることが述べられています．感性情報処理では，心の動きを工学的にモデル化するプロセスがあり，心理学の知見が役立つ場面が多いと考えられます．
  • 日本人間工学会
    　日本人間工学会は，1964年に設立された学会です．人間工学は，エルゴノミクス（ergonomics）やヒューマンファクタ（human factors）とも呼ばれており，私達の生活の中に定着しています．人間工学の起源は 1850年代のヨーロッパにさかのぼりますが（詳しくは，人間工学の歴史を参照してください），今ではアジア，アメリカ，アフリカ，オセアニアなど多くの地域で人間工学が活用されています．また，学会活動も世界規模で行われており，国際人間工学連合（International ErgonomicsAssociation）には日本人間工学会のほかに，米国人間工学会（Human Factors and ErgonomicsSociety）や英国人間工学会（Institute of Ergonomics & HumanFactors）など，47か国の人間工学団体が加盟しています．
  • IEEE SMC
    　IEEE SMCは，Institute of Electrical and Electronics Engineers（IEEE）米国電気電子学会のソサイエティの一つで，1958年にMAN-MACHINE SYSTEMS GROUPとして設立され，1964年からSYSTEMS SCIENCE & CYBERNETICS，1970年からSYSTEMS，MAN，AND CYBERNETICSとしてソサイエティ活動が行われています．SMCはSystems, Man, and Cybernetics Societyの略称で，システムの設計・解析・評価に関する理論と実践に焦点を当てたシステム科学，人間の行動・意思決定・認知プロセスとシステムの関係に焦点を当てた人間のシステムの相互作用，制御理論や情報理論を用いたシステムの動的な振舞いの理解に焦点を当てたサイバネティクスにより構成されています．広く人間とシステムを対象とした学会であるため，過去にはKansei Engineeringのセッションが組まれたこともあります．
  • ACM Special Interest Group onComputer-HumanInteraction（ACM SIGCHI）
    　ACM SIGCHIは，Association forComputing Machinery（ACM）米国計算機協会の分科会の一つで，コンピュータと人間に関する研究領域であるHuman Computer Interaction（HCI）に焦点を当てた組織です．最も有名な会議に CHI *¹があります．
  • 人工知能技術コンソーシアム（AITeC）
    　産業技術総合研究所人工知能研究センター（AIRC）が主体となり，参画企業が主体的にワーキンググループ（WG）を発足できる体制になっており，現在は20を超えるWGが活動しています．シーズ技術による活用ノウハウ化，共通基盤技術によるデータ共有・標準化プラットフォーム化を通して，フィールド実験などを通した各企業の実ビジネスへの適用を前提とした実践的な実証事業が行われています．データ活用の手法・技術や最新の技術動向を共有する勉強会などが頻繁に行われており，地域展開も積極的に進められています．

　　　　　　　　　　　

＊1　CHI はカイと呼ばれています．

4･2　国際会議

　以下に，感性情報処理に関連する主な国際会議をあげます．

　アーカイブはこちら．

　上記の ICBAKEは CISIMと共同開催されている年があります．

　このほか，私のブックマーク「ファジィ理論」および「計算知能」で紹介されている国際会議でも感性情報処理の研究成果が発表されています．

4･3　論文誌

　以下に，感性情報処理に関連する主な論文誌をあげます．

  • 日本感性工学会論文誌
    　日本感性工学会の和文誌です．採録論文は，インターネット上のオンライン媒体J-STAGE（JJSKE）で公開されます．
  • International Journal of AffectiveEngineering（IJAE）
    　日本感性工学会の英文誌です．採録論文は，インターネット上のオンライン媒体J-STAGE（IJAE）で公開されます．
  • Journal of Advanced Computational Intelligence and IntelligentInformatics（JACIII） *²
    　計算知能に基づく知的システムに焦点を当て，サイエンス，産業，医療，芸術など新世代の知的システムの構築を促進することを目指しています．対象分野の中に，Human Interface（ヒューマンインタフェース），Multimedia（マルチメディア）とともに，Kansei/Affective computing（感性情報処理）が明記されています．
  • Information Sciences
    　情報科学の基礎理論とその応用と幅広い研究分野を取り扱う論文誌です．対象分野の中に，Perceptions（知覚），Human-Computer Interface（ヒューマンコンピュータインタフェース），User-friendly Man Machine Interface（ユーザフレンドリな人間─機械インタフェース）などがあります．

　　　　　　　　　　　

＊2　JACIIIはジャッキーと呼ばれています．

4･4　図書，雑誌

　以下に，感性情報処理に関連する主な図書をあげます．

　　　　　　　　　　　

＊3　リンク先の電子情報通信学会ヒューマンコミュニケーション工学シリーズのページは Shift JISでしか読めないようです．

4･5　その他

　感性情報処理の応用システムの一つとして，1998年本学会全国大会で展示された感性検索のデモシステムである ART MUSEUMを最後に紹介させていただきます．ART MUSEUMは，実は筆者が電総研（当時の通商産業省工業技術院電子技術総合研究所，現在の産業技術総合研究所（産総研）のインターンシップ生だったときに開発に携わったシステムで，20年以上経過しているのにまだ動いているとはビックリ！！　メンテナンスしてくださっている皆様，ありがとうございます．

5．おわりに

　本稿では，感性情報処理で押さえておかなければならない文献や関連学会を紹介しました．残念ながらここには書ききれなかった印象評価語，画像や音声などの対象コンテンツ，カラーシステム，感情モデルなどの関連技術や感性情報処理を主要研究キーワードとしている研究室の紹介は，後日可能な限りオンライン（本ページ）で追記していきたいと考えています．
　なお，本稿で紹介した文献などは，有用ではあるけれども，いわゆる「過去の知識」です．感性情報処理に興味をもってくださった読者の皆さんに最後に伝えたいことは，自身の「感性を磨く」ことこそが感性情報処理の研究において大事だということです．冒頭に述べたとおり，感性情報処理では，多様な情報を私達一人ひとりがもつ主観的な判断基準で評価します．そして．その評価の仕組みは，私達自身の経験によって更新され変化し続けます．先行研究を調べたり関連図書を読んで知識を修得するだけでなく，美術館やギャラリーを訪れて絵画や音楽などの芸術に触れること，森林や海辺を歩き五感を研ぎ澄ませて自然を楽しむこと，イラストを描いたり文章を書いたりして自分の思いを表現する創作活動に勤しむこと，異なる文化や環境に触れて自身の中に潜む新しい視点に気付く旅に出ること，そしてこれらの活動や経験を身近な人達に伝え共有することで，ぜひ皆さん自身の感性を磨いてください．