重複肢体不自由者の3次元空間把握のための視線入力訓練法と移動支援ロボットでの実証

Research Project

Project/Area Number	21H00900
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 09070:Educational technology-related
Research Institution	University of Yamanashi
Principal Investigator	小谷信司山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (80242618)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	渡辺喜道山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (00210964) 渡辺寛望山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (30516943) 石田和義山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (70324176) 中込広幸国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 任期付研究員 (80786707)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000) Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000) Fiscal Year 2022: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000) Fiscal Year 2021: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Keywords	重複肢体不自由者 / 3次元 / 視線入力 / 移動支援ロボット / 3次元空間把握 / 視線検出 / 小型移動ロボット / 小型ドローン
Outline of Research at the Start	科研費の支援のもと、重複肢体不自由者（両手・両足・指が動かず、発話も出来ない）に対して視線入力の研究・技術を利用して双方向のコミュニケーションを実現した。次は移動での自立である。 PC画面上では視線入力が上手に出来ていた重複肢体不自由者が、視線によるスムーズなロボット移動を指示することが出来なかった。2次元での視線入力方法の評価、3次元空間での視線追従方法の提案・評価の検討、実装を行う。支援学校の脳性マヒの重複肢体不自由児童生徒に協力を依頼し、3次元空間把握のための視線入力訓練法を確立し、訓練を行う。さらに移動支援ロボットの操縦による実証試験を行い本研究の有効性を検証する。
Outline of Annual Research Achievements	「重複肢体不自由者の3次元空間把握のための視線入力訓練法と移動支援ロボットでの実証」と題した本研究は、視線入力訓練法の提案・実装・評価を行い、移動ロボットを重複肢体不自由者の自らの意志で操縦することを可能にするものである。視線入力によるコミュニケーションの実現は過去の課題で実現している。本研究課題は、以下の4つで構成されている。1) 2次元上での視線入力手法の確立と評価 2) 2.5次元、3次元空間での視線追従、3) 被験者の移動方法、4) 絶対にぶつからない移動支援ロボットの構築と実証試験 1の課題に関しては、支援学校の教諭の協力のもと、取組んだ。重点取組対象児童・生徒（中学部2名、高等部1名）は、2022年度に19回の取組を行った。その他の児童・生徒（小学部、中学部、高等部）に対しても多くの取組を行い、定量的な比較・考察を行った。取組の結果は「個人シート」に記載し、時系列的な比較、他の児童・生徒との比較を可能にした。2の課題に関しては、2.5次元の取組は小型移動ロボット、3次元の取組は、小型ドローンを利用した。健常者の取組は、9名の協力者のもと、延べ105回の取組を行った。重複肢体不自由児は、新型コロナウイルス拡大防止の観点から、1名の協力者のもと、7回の取組を行った。3の課題に関しては、6つの運転モードの提案・実装・評価を行った。4の課題に関しては、移動支援ロボットの構築は行ったが、新型コロナウイルス感染拡大防止の観点から、支援学校での評価は行えていない。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 新型コロナウイルス感染拡大防止の観点から、一部の研究課題が支援学校での実証試験研究を行えていないが、他の研究課題の進捗状況は当初の研究計画の範囲を超え、大きく展開している。取組結果の考察では、従来の知見を超える興味深い知見が得られた。以上より、「おおむね順調に進展している。」と判断した。
Strategy for Future Research Activity	研究全般について大きな変更はせず、引き続き研究を遂行する。本研究課題での主要な項目のうち「1) 2次元上での視線入力手法の確立と評価」、「2) 2.5次元、3次元空間での視線追従」については既に重要な成果が得られつつある。次年度以降もこれらの項目を引き続き推進するとともに、得られている知見をもとに「4) 絶対にぶつからない移動支援ロボットの構築と実証試験」の項目についても支援学校においての実証試験を開始する。ただし、支援学校の児童・生徒さんの健康面を考慮して、新型コロナウイルス感染拡大防止に最大限の配慮を行う。