2017 Fiscal Year Research-status Report
空間的な間（ま）を読みながら自律的に行動するロボットに関する研究
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16K00351
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
金子 正秀 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90262039)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 知能ロボティックス / 画像・文章・音声等認識 / 人工知能 / ユーザインターフェース / 空間的な間 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
複数人のグループや物によって形成される様々な空間的な間を読みながら自律的に行動するロボットに関連して、以下の研究を行った。
（１）混雑状況も含めた日常環境下でのロボットから得られる情報のみを利用した自動経路生成 ：ロボットから得られる情報のみを利用して経路生成を行えるように拡張した時空間RRT手法を提案した。まず、①オクルージョン領域の境界線上にサンプリング阻害を行う領域を付与することにより、障害物を回り込むようなルートを生成し、オクルージョン領域から移動してくる障害物との衝突確率が下がるようにした。次に、②歩行者の前方では特に衝突確率が高いため、サンプリング阻害を行う領域を変形させ、前方を通るルートを選択させにくくした。更に、③混雑状況に応じてサンプリング阻害確率を変更させることにより、混雑度の低い環境では衝突確率のより低い経路が、混雑度の高い環境では目的地までたどり着くことができる経路が高速で生成されるようにした。様々な環境を用いて経路生成のシミュレーション実験を行った結果、提案手法により衝突確率が低下することを確認した。
（２）空間的な間の検出 ：他者とインタラクションを行っている時にロボットに通過をされると不快に感じるような空間的な間（グループに拡張されたパーソナルスペース）を、F 陣形の考え方とk-means 法を組合せて検出する手法を考案した。狭い空間にグループが複数存在している場合でもグループ分類の精度の向上を図ることができた。
（３）空間的な間を考慮した移動ロボットの経路生成：物理的な空きスペースに対するコスト計算に基づく従来の経路生成手法に対して、複数人によるグループの形成及び空間的な間の存在を判定し、そこに侵入しないような経路をRRTによって生成する手法を考案した。複数人により形成される空間的な間に侵入せず、人に不快感を与えない経路生成を実現することができた。
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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
複数人のグループや物によって形成される様々な空間的な間（ま）を読みながら自律的に行動するロボットに関連して、空間的な間の検出手法、空間的な間を考慮した経路生成手法、更に、混雑状況も含めた日常環境下でのロボットから得られる情報のみを利用した自動経路生成等に関する研究を着実に進めた。
複数人によって形成される空間的な間を具体的に把握し検出する手法を考案し、「間（ま）」という視覚的には直接存在を見ることができないが、侵入の可否を判断しなければならない空間を取り扱うことを可能にした。また、空間的な間の存在に応じた自律移動ロボットの移動経路生成について基本的な動作を確認した。更に、多数の人が様々に移動しているような混雑環境を想定し、なるべく安全に（人との衝突の確率を低くする）かつ効率良く移動できるような経路を自動的に生成する方法を考案した。この様に、複数人のグループや物によって形成される様々な空間的な間（ま）を読みながら自律的に行動するロボットに関連して、基本技術の開発、複雑環境への適用と検証を進めてきており、概ね順調に研究が進んでいると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
複数人のグループや物によって形成される様々な空間的な間（ま）を読みながら自律的に行動するロボットに関連して、これまでの研究成果を踏まえて、以下の様な研究を進める。
（１）より複雑な空間的な間に対する取扱い ： 環境内の人と物を時系列的に観測して複数人の間での関係を逐次検出し、空間的な間の動的な変化を把握することを可能にする。
（２）環境内の人物との積極的な係わり合い ： 環境内の人物の検出、話しかけ及び話しかけに対する反応動作の検出・認識を行い、その場の状況に合せた移動動作（お礼を述べて通過、どいてくれない場合に迂回路の探索、再度働きかけ、等）を行わせる。
（３）複数人や物によって形成される空間的な間（ま）が様々に存在する複雑環境内での自律移動 ： 環境に対する地図、人間や障害物の位置関係、各人の社会的属性、各人の移動可能性（移動方向も考慮）、空間的な間（ま）の検出結果・意味付けの各々に基づく通過可能確率を表すマップを多層状に重ね合せた多層通過可能確率分布モデルを具体的な複雑環境に対して適用し、経路生成の総合的な性能を評価する。その場の状況に合せて特定の層を入れ替える（例えば、各人の社会的属性の層に関して、老人の集まりの場合、若い人の集まりの場合それぞれに応じて、前者の場合にはロボットの通行可能確率が高い範囲を後者の場合よりも狭くし、人間との間により空間的な余裕を持つようにさせる）ことにより、ロボットの移動経路を柔軟に調整することが可能か検証する。また、近い場所に対するモデル（細かい）と遠い場所に対するモデル（粗い）との動的接続を検証する。
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| Causes of Carryover |
（理由）東京及び横浜で開催された学会で研究成果の発表を行ったため、当初予定より旅費の使用を抑えることができた。また、論文投稿について、実験結果を追加する等、内容をより充実させてから投稿することとしたため、論文投稿料の支出が次年度の予定となった。以上より、結果として、約22.8万円の残額となった。
（使用計画）上記事情により、約22.8万円の残額が発生した。この残額は、次年度の物品費、旅費等と合せて、論文投稿料、学会発表旅費等にあてる予定である。
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| Remarks |
映像情報メディア学会, メディア工学研究会（2018年2月開催）での研究発表に対し、優秀発表賞を受賞した。
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Research Products
(3 results)
