2017 Fiscal Year Research-status Report
ヒューマン・ロボット・インタラクションのための２Ｄ映像－３Ｄ動作マッピング手法
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17K06277
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
松丸 隆文 早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授 (10313933)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ３次元立体映像 / ホログラフィック / 空中投影 / インタラクティブ・インタフェース / ヒューマン・ロボット・インタラクション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ユーザーとロボットのインタラクションをより深甚かつ親密にするために，２次元映像と３次元動作の間の相互マッピング手法を確立するものである．
平成２９年度は，３次元空中ホログラフィック映像インタフェース（3-Dimensional Aerial Holographic Image Interface, 3DAHII）の研究・開発に注力した．空中に投影された３次元立体映像をユーザーが直接操作できるインタフェースで，従来の３次元空中投影システムに比べて裸眼で広い視点から（複数人でも同時に）見ることができる，単純・簡単な構成で安価に実現でき移動・設置が容易である，などの特徴がある．
［研究課題と解決方法］（１）３次元立体映像の空中投影：４つの２次元平面映像（正面，背面，右側面，左側面）から３次元立体映像を再構成するためにホログラム・ピラミッドhologram pyramidを，再構成した３次元立体映像を空中に投影するために２枚の放物面鏡parabolic mirrorを用いる．（２）３次元立体映像との直接的な相互作用：操作者の手指の動きを計測するためにモーション・センサを，操作者への情報提示として視覚・聴覚への感覚フィードバックを用いる．
［評価実験と結果考察］６自由度ロボット・アームの手先の移動速度を指令し，手先を目標位置に到達させる位置決め作業における実行時間（平均／ばらつき）で評価した．２次元平面内での作業でも３次元空間内での作業でも，ジョイスティックやゲームパッドに比べて，3DAHIIによる実行時間が短くなった．入力値が３次元ベクトル（３次元の方向と大きさ）となり，３次元空間内でのロボットの運動を操作するのに適しているという3DAHIIの特徴を確認できた．
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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
原型モデル（Prototype Model, PM）を設計・製作し，評価実験を実施することで，その基本機能を確認した．この内容は，国際会議IEEE ROBIO 2017（中国マカオ．12月）にフルペーパーとして投稿し採択され，発表・報告をした．
原型モデルPMの設計・製作と評価実験により明らかになった課題のひとつへの対応として，大型の放物面鏡や高輝度ディスプレイを採用することで，３次元立体映像の表示範囲（動作範囲）をより広くした技術モデル（Engineering Model, EM）を設計・製作した．これを2017国際ロボット展iREX 2017（東京国際展示場．11/29水～12/02土）に出展して説明・デモンストレーションをおこなった．来場者には実際に3DAHIIによるマニピュレータ（コンピュータの３次元仮想空間内のロボット・アーム）の先端位置の操作を体験してもらうこともできた．
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| Strategy for Future Research Activity |
３次元空中ホログラフィック映像インタフェース（3-Dimensional Aerial Holographic Image Interface, 3DAHII）の研究・開発を継続する．
具体的には，（１）空中投影される３次元立体映像の視認性の向上を目的とした輝度を上げる工夫，（２）操作者に対して視覚・聴覚へのフィードバックだけでは不十分なことに対して力覚フィードバックの付加，（３）ロボットの遠隔操作の入出力インタフェース以外の3DAHIIのアプリケーションの検討，などを実施する．
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| Causes of Carryover |
130万円に対する10万円と一割未満であり，誤差範囲内だと考える．
与えられた研究費を有効に活用することに留意しながら，引き続き２次元映像－３次元動作のマッピングに関する研究を推進してゆく．
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| Remarks |
2017国際ロボット展・RT産学共創マッチング補助事業 RT交流プラザ（主催：(一社)日本ロボット工業会／日刊工業新聞社）[東京国際展示場 東1～6ホール], (2017.11.29水～12.02土).
3DAHII (3D Aerial Holographic Image Interface: 三次元空中ホログラフィック画像インタフェース)の展示：説明とデモンストレーション．
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Research Products
(5 results)
