非言語コミュニケーションが可能なロボットハンドの設計

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15017274
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 星野 聖 筑波大学, 機能工学系, 助教授 (80251528)
• Keywords: 見まね / ロボットハンド / データグローブ / 非接触的方法 / 非言語コミュニケーション

Research Abstract

本研究の最終的な目標は,自らの動きを通して感性や情感を伝達でき,反対に,ヒトの動作から心情を理解できるロボットアームを設計・開発することである.本年度は,他者動作の「見まね」(非接触的方法)により,手話動作に代表されるような複雑精緻な動きも高速・高精度に再現可能なヒト型ロボットハンド・システムの開発を試みた.
同目的の達成のために,第一に,データグローブとロボットハンド間で,設計者による指示なしに自動的にパラメータやゲインを決定し制御を可能にするシステムを設計した.第二に,データグローブ-ロボットハンド制御指令-手指画像のデータベースを構築し,未知の手指画像入力に対して類似の手指画像を高速検索することで,非接触的方法でのロボットハンド制御を実現した.両実験とも,すでに設計試作済みであるヒト型ロボットハンドを用いた.同ハンドは,ヒトと同じ重さと大きさを持つ5指ロボットで,ヒトの手指が生成できる動作のほとんどが生成可能である.
手首回旋を含めない条件で高速・高精度に手指動作を見まねするシステムは完成した.速度については,ビデオレートでの処理が可能であった.精度については,拇指動作の推定精度が若干落ちるものの,拇指以外の4指の動きや,4指間のアブダクションは,ヒトと見まねとほぼ等価な再現精度が得られた.なお,本システムのアルゴリズムは,手首回旋に対しても対応可能であり,近いうちに,手首回旋も含めた見まねハンドが実現できる見込みである.

Research Products

• [Publications] K.Hoshino, I.Kawabuchi: "Robotic hand system for non-verbal communication"IEICE Transactions(電子情報通信学会英文誌). E87-D(printing). (2004)
• [Publications] 星野聖, 城間智大, 川渕一郎: "動作による情感伝達を目的としたロボットハンド"情報処理学会論文誌. 44・11. 2718-2727 (2003)
• [Publications] S.Odo, K.Hoshino: "J.of Robotics and Mechatronics"Hand shape identification using higher-order local autocorrelation features of log polar coordinate space. 15・3. 534-540 (2003)