音声と片手指先タッチ入力によるマニピュレータ操作インタフェース

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K00283
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 岡 哲資 日本大学, 生産工学部, 教授 (00282921)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: マニピュレータ / ロボットアーム / 操作 / インタフェース / 音声 / タッチ / ジェスチャ / 片手

Outline of Annual Research Achievements

マニピュレータ（ロボットアーム）を音声入力と片手タッチ入力で操作するための新しいインタフェースを実装し、実際に使用することで、各操作方法と作業の容易さ・効率などについて考察を行った。
まず、片手タッチ入力として、スライド、マルチタッチスライド（2点～5点）、回転（2点～5点）、ズーム（2点～5点）、タップ、マルチタップ（2点～5点）を検出する新しい検出システムをゲームエンジンを利用して実装した。つぎに、それらのタッチ入力をロボットハンドの移動、回転、開閉、位置変更、姿勢変更、速度変更などに割り当てた。さらに、この割り当てによる操作方法で、7自由度マニピュレータと仮想空間内のロボットハンド（3次元モデル）を動かすためのソフトウェアを開発した。マニピュレータの操作時は、タッチスクリーンを有するコンピュータ上で、タッチジェスチャを速度指令や位置指令に変換するシステム（操作インタフェース）を動作させる。仮想空間内のロボットハンドの操作時は、同じコンピュータに没入型ヘッドマウントディスプレイ（HMD）を接続し、ロボットハンドの位置・姿勢・開閉を計算するシステム（操作シミュレータ）を動作させる。これら2つのシステムを開発することによって、片手タッチ入力による操作・作業の評価が容易に行えるようになった。操作シミュレータを用いれば、コンピュータとHMD各1台のみで、各操作の覚えやすさや容易さの評価が行える。
開発した操作インタフェースおよび操作シミュレータを使用することで、各操作の容易さ、操作方法の習得の容易さ、起こりうる問題、作業の効率について考察を行った。開発したインタフェースにおける片手タッチによる各操作は、理解しやすく、覚えやすいものであることが予想される。また、ハンドの回転方法と速度の変更方法における問題点が発見された。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

音声と片手タッチによるマニピュレータ操作に関する考察、操作方法の提案、評価用システムの開発は行うことができた。また、開発した操作インタフェースと操作シミュレータを用いて基本操作と作業を試行することにより、さまざまな考察を加えることができた。しかし、新型コロナウィルス感染拡大の影響により、インタフェース初心者や継続的使用者による操作インタフェースの評価が進んでいない。そのため、実験データが得られず、成果発表が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

開発した操作インタフェースと操作シミュレータを用いて、片手タッチ入力によるマニピュレータの操作方法を、習得しやすさ、容易さ、認知負荷、疲れやすさ、作業効率などの面から評価する。それぞれの片手タッチ操作、ロボットハンドの回転に着目し、ボタンなどを用いた方法と比較する。また、マニピュレータの操作による物体の移動などの作業効率の評価も行う。

Causes of Carryover

新型コロナウィルス感染拡大の影響で、インタフェースの評価実験を進めることが困難になった。そのため、実験データを得ることができず、論文執筆が遅れている。したがって、調査・成果発表の旅費、学会参加費、論文投稿料、英文校閲料を使用していない。
今年度、物品費、旅費、謝金、学会参加費、論文投稿料、英文校閲料の使用を計画している。