| Project/Area Number |
23K12680
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
築地原 里樹 福井大学, 学術研究院工学系部門, 講師 (00835548)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 家事動作計測 / ヒューマノイドロボット / モーションキャプチャ / 身体負担解析 / ヒューマンロボットインタラクション |
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| Outline of Research at the Start |
ヒューマノイドロボットの家庭環境における動的な動作獲得に向けて，本研究では人間の生活空間における棚内外の整理作業を解析することで，ロボットの動作計画に必要な人間姿勢のキーポイントを抽出する．生活空間内の家事動作における，裏で支える肘の開きや胴体の傾きなどの冗長部位が作業達成の速さや身体負荷へ貢献できると確認している．本研究では，冗長部位と筋活動を相互関係を調査することで，家事における人間のコツを抽出する．RGB画像から簡便に家事の負担を評価するシステム構築に向け，冗長部位と筋活動を用いて深層学習モデルの獲得を狙う．
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒューマノイドロボットの家庭環境における動的な動作獲得に向けて，本研究では人間の生活空間における棚内外の整理作業を解析することで，ロボットの動作計画に必要な人間姿勢のキーポイントを抽出する．生活空間内の家事動作における，裏で支える肘の開きや胴体の傾きなどの冗長部位が作業達成の速さや身体負荷へ貢献できると確認している．本研究では，冗長部位と筋活動を相互関係を調査することで，家事における人間のコツを抽出する．RGB画像から簡便に家事の負担を評価するシステム構築に向け，冗長部位と筋活動を用いて深層学習モデルの獲得を狙う．令和5年度は以下の内容について研究した．
(1) 家事動作における準備動作の解析：家庭環境内の整理作業を模擬した左右の棚を並べた環境を準備，モーションキャプチャカメラを設定し，動作を解析した．フォースプレートや6軸力センサなどの他のセンサを同期し，動作中の力覚情報を比較できるように実装した．同期した力覚情報を組み合わせDhaibaWorksを用い動力学計算を行い，各関節に発生するトルクを計算し動作特徴を抽出した．左右の整理動作を計測し準備動作が発生するタイミングを取得することができた．また，丁寧度合いが必要となる整理動作を計測し，準備姿勢確立後に少数の自由度を使用し動作していることが確認できた．
(2) 3点保持ロボット実験：ヒューマノイドロボットの両手先と胸の3点保持と両手先のみの2点保持に発生する運動方程式を作成しの実験を実施し，HRP-4実機においてロボット各関節における負荷トルクの減少を確認できた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
家事動作における準備動作の解析 (1) については機器やプログラムの実装を行い，少数の被験者において有意差を持った結果を得ることができた．国内学会発表において他の研究者と議論し内容を精査でき，査読付き国際会議論文採択まで達成できた．今後被験者を増やし有意差の精度を検証する．3点保持ロボット実験 (2) については査読付き国際会議論文採択まで達成できた．
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| Strategy for Future Research Activity |
左右の棚に対する実験では少数の被験者に対して計測し有意差を確認できたが，被験者を増やし汎用性のある特徴量かどうかを検証する必要がある．丁寧度合いを測る実験では準備姿勢と固める関節を特定できた．今後は手先の動きについて調査する．
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