2016 Fiscal Year Research-status Report
生活支援ロボットのための見立てを用いた物体操作指示法に関する研究
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15K16070
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
長濱 虎太郎 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任助教 (10736698)
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Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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Keywords | 情報工学 / ロボット工学 |
Outline of Annual Research Achievements |
本課題は,専門知識を持たない生活支援ロボットのユーザが,ロボットへおこなって欲しい作業をその場で教え,肩代わりさせるための一手法へ向けた取り組みである.人が古来より形状や動作の情報伝達に用いられてきた,ある事物に他の事物の像を重ねる技法である「見立て」の考え方を用い,同一ではないものの類似した形状や動きを見せることで,物体操作指示をおこなうためのシステムの開発を進めている.初年度にはセンサシステムの構築に取り組み,人の手元やロボットの手元を観測した時系列データを,高解像度かつ高頻度で取得するための,複合ビジョンヘッドの製作をおこなうとともに,農作業や日常生活支援タスクという具体的なタスクを例とし,簡易操作指示と動作生成システムの構築をおこなった.二年目である本年度は,人による手真似,つまり形状の見立てによって,ロボット側の操作物体の形状を示し,操作指示を出す手法の開発をおこなった.本手法の開発に先立っては,手先での物体の形状表現に個人差が生じることが分かり,予め形状の見立て方をシステムへ学習させるものとした.複数種類の人の手真似を三次元視覚により取得し,フィルタリング処理によって手先領域を限定するとともに,領域内の形状特徴を多変量解析を用いて表現し,操作対象と結びつけて記憶させる.手先を物体に見立てた操作指示の際には,同様に手先形状の特徴計算をおこない,操作対象を想起させる一手法を実現した.次に課題となるのは,ロボットの持つ道具類をどのように動かすかを,手を動かしながら伝える,軌道の見立てを理解する手法である.本年度は,混合ガウス分布による二次元画像の背景差分法およびステレオカメラの三次元情報を組み合わせて,透明物体や変形物体を含む三次元の動きを抽出し,動作モデル当てはめをおこなう手法を試験している.さらに,これらの研究を加速するための深層学習のシステム構築をおこなった.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
見立ての入力データを得るための複合ビジョンヘッドの製作,生活支援ロボットプラットフォームへの統合が完了しており,形状の見立てを理解させて操作対象を指示するための一手法の試作が完了している.動作を伝えるための軌道の見立てを理解させるシステムの実現が今後の課題だが,手先・道具や操作対象の動作を抽出するための処理の実装は終了しているため.
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Strategy for Future Research Activity |
本年度までに構築した,複合ビジョンヘッドを含む生活支援ロボットプラットフォーム,形状の見立てによる操作対象の指示手法,さらに三次元の動きを抽出するための一手法を用い,操作対象や道具の軌道を見立てによって指示する手法の開発をおこなっていく.そして,(1)形状の見立てを理解するためのシステムと(2)軌道の見立てを理解するためのシステムを組み合わせ,より広いタスクの簡易視覚指示をおこなうシステムについて研究を進めていく.
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Causes of Carryover |
軌道の見立てを理解するシステムの研究が当初の予定より遅延し,該当する実験に必要な道具類の購入,および国内外への成果発表のための予算を繰り越す必要が生じたため.
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Expenditure Plan for Carryover Budget |
軌道の見立てを理解するシステムの評価実験に必要な道具類の購入,および国内外への成果発表のために用いる予定である.
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Research Products
(1 results)