2018 Fiscal Year Research-status Report
睡眠覚醒機能に基づく意識モデルの構築と情報提供移動ロボットへの応用
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18K04041
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
三河 正彦 筑波大学, 図書館情報メディア系, 准教授 (40361357)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 移動ロボット / 知覚情報処理 / 意識モデル / 睡眠覚醒機能 / 印象評価 / 省電力化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，利用者に優しい情報提供移動ロボットシステムを構築することである．特に人に親近感を与えるロボットの動作に着目する．適切な行動の実現には，複数の外界センサから収集する人とロボット周辺に関する知覚情報を多数，並列に処理する必要がある．本研究な特徴は，人間の睡眠覚醒機能に基づく数理AIMモデルが，知覚情報の並列処理の実行頻度を制御し，必要な処理を必要な時に実行可能な新たな知覚情報処理系を有することである．周辺に変化を検出するとAIMモデルは覚醒状態となり，外界情報処理を優先する．変化が無くなると，外界情報処理頻度は低下し，睡眠状態に移行する．更に睡眠時には，覚醒時に収集した記憶情報に基づく機械学習により，認識能力が向上する新たな知能化機能も実現する．
本研究課題初年度は，クローラ型移動機構を有する移動ロボットと基礎実験用の車輪型移動ロボット用い，人のロボットに対する印象向上を図る研究として，次の実験を行った．(1)人の顔と名前の学習と名前の呼び掛け機能を実現することにより，人のロボットに対する印象の向上を評価実験により示した．(2)CGによる顔インタフェイスの視線と首方向の角度を利用した移動ロボットの行動意図予告伝達手法の提案し，人とロボットがすれ違う際，ロボットの進行方向を顔インタフェイスにより円滑に人に伝えるられることを評価実験により示した．(3)安全で円滑な遠隔制御のために，右側通行という社会規範と歩行者の行動に基づく移動ロボットの軌道生成手法を提案した．(4)柔らかさを実現するロボットのボディに変形可能な360度表示ディスプレイを用い，稚内の古写真を表示し，地域住民から古写真に関する情報収集実験を行いディジタルアーカイブの拡充に活用した．(5)睡眠機能を実現する数理AIMモデルに基づく並列知覚情報処理の動作制御の有用性評価基礎実験を行った．
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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
本研究課題は「1: 数理AIMモデルに基づく意識状態を表現するフレームワークの構築」「2: 数理AIMモデルのロボットへの適用と有効性の評価」「3: 人が好印象を持ち近づきたくなるサービスロボットの実現」である．
研究実績の概要で述べた(1)の人の顔と名前を記憶する機能の研究については，課題1～3に関連し，計算負荷が高く処理時間が必要な顔画像の機械学習処理は，数理AIMモデルによりロボットの睡眠時に実行され，計算機資源の有効利用と移動ロボットのバッテリ消費の省電力化を実現した．また名前の呼びかけにより人の印象が良くなる評価実験を通して有効性を示した．(2)のCGによる顔インタフェイスを備えた移動ロボットによる人とのすれ違い実験は，課題3に関連し，顔インタフェイスの頭部と視線方向の制御により，ロボットが人を回避する際，実際に回避行動を行う前に進行方向を予告する機能を実現し，評価実験を通して有効性を示した．(3)の右側通行という社会規範を考慮した移動ロボットのための行動計画手法の研究は，課題3に関連し，シミュレーションと基礎実験により有効性を確認した．(4)の360度表示ディスプレイを有するロボットボディの開発は，課題3に関連し，無積雪期の2018年7-8月および積雪期の2019年3月に，北海道稚内市中央商店街において，稚内の古写真の地域住民からの情報収集実験で使用した．(5)の数理AIMモデルの研究は，課題1に関連し，ロボットの基本機能となる複数カメラによる人検出画像処理の並列処理の，数理AIMモデルによる覚醒睡眠状態を利用した並列処理系の動作制御およびバッテリ消費の省電力化の評価実験を，実環境(中央商店街)にて行った．
(1)(2)(3)は査読付国際会議にて研究成果発表を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年度まで現場実験の拠点としていた稚内北星学園大学まちなかメディアラボの中央商店街からの移転に伴い，2019年度からは稚内駅ビルであるキタカラ((株)まちづくり稚内)を拠点として，駅ナカ，駅前，中央商店街付近を利用して研究を進める予定である．これまでの研究に加え，駅近辺は，中央商店街よりも人通りが多く，情報提供のための歩行者への接近行動，目的地への移動のために歩行者の回避行動などの制御手法，安全な運用を実現するための遠隔制御手法，数理AIMモデルによる知覚情報処理の更なる並列化および並列処理の制御を進める予定である．
また「現在までの進捗状況」で述べた実験で得られた研究成果の未公表分は，2019年度に行う予定である．
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| Remarks |
新聞記事: "寒冷地でロボ実験", 稚内プレス, 2019年3月14日(木)
http://wakkanaipress.com/2019/03/14/37240
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