2015 Fiscal Year Research-status Report
アクティブセンシングに基づくロボットによる高度な紙操作に関する研究
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15K16072
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
工藤 俊亮 電気通信大学, その他の研究科, 准教授 (90582338)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 柔軟物操作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高度な紙折り作業を行うには，紙の状態とそこへ施す操作を適切に記述することが必要となる．そのため，これまでに筆者らが提案していた折り紙公理に基づく記述方法を見直し，従来対応していなかった視覚フィードバックを利用しやすい記述へと拡張した．具体的な拡張部分は，紙上に座標系を設定する方法をきちんと定義したこと，および操作前後で保持されるべき点や線の情報を詳細に検討して折り紙状態構造体と折り紙操作構造体の二つのデータ構造を定義したことである．この新しいデータ構造を用いて，従来研究で実現していた紙折り操作ではあるが，まず谷折り操作を実装した．その結果，視覚フィードバックを有効に使えるようになったことにより，従来のものよりも精度よい谷折りを実現した．次に，人間の折り紙作業を認識し，上記の記述方法により作業を記録するシステムを構築した．ここではカメラ画像を入力として用い，折り操作前後の画像からどのような折り操作が行われたのかを推定できるようにした．折り紙公理に基づく作業記述が本手法の特徴でもあるため，たんに折り線の位置を推定するのではなく，「どの点をどの線に重ねるように折った」というような，適用公理やそのパラメタまで推定できるようにシステムを構築した．このように，視覚フィードバックを踏まえた作業記述方法を構築し，折り操作の過程を認識できるようになったことで，ロボットによる高度な紙操作手法の研究へとつながる基盤部分が完成したといえる．
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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
当初の予定では，紙の合わせ目に指を差し込むなど，ロボットによる作業の構築を最初に行うはずであった．しかし，研究を進めるうちに，従来の紙の状態記述方法では本研究で扱うような複雑な状況を扱うには十分でないことが明らかになったため，次年度以降に計画していた折り紙小売に基づく作業認識および折り操作シミュレーターの開発を先に行うことにした．また，新たに拡張した操作記述方法により谷折りを実現して，より精度の良い折りが実現できることを確認した．このように，視覚フィードバックを踏まえた作業記述方法を構築し，折り操作の過程を認識できるようになったことで，ロボットによる高度な紙操作手法の研究へとつながる基盤部分が完成したといえる．その意味で，当初の計画とは実施順序に変更の必要が生じたものの，研究全体としての進捗は概ね順調であるといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，ロボットによる高度な紙操作（紙の隙間への指の挿入など）の実現を目指し研究を進める．それと同時に，これまでの研究によって，ある操作の成功率を高めるためには，それ以前の操作が精度よく行われていることが重要であることが分かってきた．そのため，視覚フィードバックを生かした反復的な方法により，谷折りの精度をさらに向上する手法の構築も行う予定である．
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| Causes of Carryover |
当初の予定では，紙の合わせ目に指を差し込むなど，ロボットによる作業の構築を最初に行うはずであった．しかし，研究を進めるうちに，従来の紙の状態記述方法では本研究で扱うような複雑な状況を扱うには十分でないことが明らかになったため，次年度以降に計画していた折り紙小売に基づく作業認識および折り操作シミュレーターの開発を先に行うことにした．そのため，ロボットハンドの機能拡張のために用いる予定だったセンサ類の購入を本年度行わなかったのことにより次年度使用額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度にロボットによる紙操作の研究を実施するため，次年度使用分は当初の予定通りセンサ類の購入に充てる予定である．
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