2016 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding the Human Skill of Clothing Assistance and its Transfer to a Dual-Arm Robot System
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16H01749
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柴田 智広 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (40359873)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
為井 智也 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教 (40548434)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 知能ロボティクス / 機械力学・制御 / 機械学習 / 計測工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）ヒトの着衣介助スキルの力学的理解 研究分担者の為井が主導する奈良先端大グループが主に担当した。まず光学マーカによるモーション、床反力、指先圧力、筋電位信号を同時に計測できる計測システムを開発した。指先用の3軸力センサから200Hzで安定したデータ取得を他のセンサと同期しながら取得できること、またセンサ応答の線形性を確認した。今年度は計測システム開発に時間を要したことと、指先センサの配置位置や実験方法について繰り返し改良が必要だったため、介護士の計測にまで至らなかかったが、当該計測システムにより計測したデータを入力とした、介助側の消費エネルギー推定の他、力学的シナジー解析など、介助スキルの力学的特徴抽出の準備を順調に進めた。一方、着衣介助のスキルには、被介助者や衣服の「見え」が影響する可能性があるため、それを調査するため、ウェアラブルなAR型実験装置を九工大グループ側で委託開発した。
（２）衣服、被介助者及び着衣状態の認識 九工大グループが担当した。着衣介助タスクが成功しているか、しつつあるかを確認するためには、着衣状態を認識する必要がある。今年度はまず、深度センサからの視覚情報に対し、ノンパラメトリックベイズの新しい手法をを適用することにより、わずか2次元の低次元空間において着衣状態を認識できることを見出した（Koganti, et al., IEEE Trans Robot, 2017）。着衣介助中には、衣服、被介助者が衣服やロボットアームにより、RGB-Dセンサから部分的に隠れる状態（オクルージョン）が発生するため、RGB-Dセンサを複数用いるシステム開発も行った。また、ロボットアームの力覚センサを用いて、着衣介助失敗を検出する研究や、衣服や被介助者の力学的モデルを導入して、（１）（２）に役立てるための開発を進めた。
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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
研究実績の概要に記したように、計画に沿い多くの研究項目について研究が進展している。指先センサの配置位置や実験方法について繰り返し改良が必要だったため、介護士の計測にまで至らなかったが、介助スキルに対する視覚情報の影響を調査するために、新規なAR型実験装置を開発することができた。また、視覚以外の多様な情報を用いた着衣状態認識の基礎研究も当初予定より遅れているものの、深度センサからの視覚情報を用いた着衣状態認識研究については当初計画以上の発展があった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も、（１）ヒトの着衣介助スキルの力学的理解、および（２）衣服、被介助者及び着衣状態の認識、について計画に従い研究を推進する。介護士の計測実施について、現時点で特段の問題は無いと考えられる。新規なAR型実験装置により、より良いスキル理解の進捗が期待できる。また、ロボットの内界情報も用いた着衣状態支援アルゴリズム構築も目途はたっている。
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[Presentation] EXTREMITY DETECTION FROM A PILE OF GARMENTS USING BAYESIAN GP-LVM2016
Author(s)
Gaurav, V., Koganti, N., Nakata, R., Joshi, R., Shibata, T.
Organizer
International Conference on Intelligent Robots and Systems
Place of Presentation
Daejeon Convention Center, Daejeon, Korea
Year and Date
2016-10-09 – 2016-10-15
Int'l Joint Research
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