変形分裂可能ユーザインタフェースによる不可逆作業の対象模倣型操縦ロボットシステム

• Project/Area Number: 22K21300
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 1002:Human informatics, applied informatics and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 北川 晋吾 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任助教 (90966409)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2023-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: ロボットマニピュレーション / 教示学習 / 遠隔操縦 / インタフェース / ヒューマンロボットインタラクション / 操縦ユーザインタフェース / ロボットシステム / 操縦教示学習

Outline of Research at the Start

本研究は調理や解体など対象物が不可逆に変化させる不可逆作業を，遠隔地のロボットを操縦して誰もが容易に実行できるような，対象模倣型操縦を構成するための技術の解明を目的とし，変形分裂・再利用可能な構造体と小型センサモジュールでユーザインタフェースを構成する変形分裂機能，各センサ入力から変形・分裂したユーザインタフェースの状態を計測する変形分裂計測機能，変形・分裂したユーザインタフェースの状態から操縦者の意図する操作入力を認識する変形分裂認識機能といった３つの機能を有した変形分裂可能なタンジブルユーザインタフェースの構成法を明らかにし，これを用いた対象模倣型操縦ロボットシステムを実現する．

Outline of Annual Research Achievements

本研究は不可逆作業の対象模倣型操縦を実現できる操縦ロボットシステムの構成法を明らかにすることを目的とし，a)変形分裂・再利用可能なユーザインタフェースを構成する変形分裂機能，b)変形分裂時の物理幾何拘束を認識する変形分裂計測機能，c)計測した状態から操縦者の意図する変形分裂時の物理幾何高速を認識する変形分裂認識機能の3つの機能実装に取り組んだ．令和４年度は主にa)変形分裂機能とb)変形分裂計測機能の開発に取り組んだ．a)変形分裂機能については，変形分裂を実現するためにセンサユニットと計算機ユニットを分離して構成するユーザインタフェースを検討し，各々のユニットを構成するための変形分裂に対応した構造物の検討を行った．これは申請者がこれまで取り組んできた教示インタフェースのセンサ部分と計算機部分を分割し，その間を変形分裂可能な構造物で構成するというこれまでの研究を拡張したかたちで実装することで，これまで取り組んできたロボットシステムを活用する実装を検討した．b)変形分裂計測機能については，変形分裂を計測し，かつ多くの人が触っても壊れないような力計測センサの検討・検証を行い，操縦ユーザインタフェースのセンサとしての設計を行った．こちらも申請者がこれまで取り組んできた教示インタフェースに対して接触センサのみではなく力計測センサを追加するというこれまでの研究を拡張したかたちで設計しており，これまで取り組んできたロボットシステムを活用する実装を行った．c)変形分裂認識機能についても取り組んでおり，設計している操縦ユーザインタフェースを用いて多種多様な形態のロボットを操縦することができる統合型操縦ユーザインタフェース認識システムを構築した．以上より本研究では，目指した操縦ロボットシステムを構成するための基礎技術の構成法を明らかにすることができたと結論付けられる．