2018 Fiscal Year Research-status Report
身体的リズムの同調に着目した生活支援ロボットシステム
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18K11393
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
神代 充 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (30314967)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 人間ーロボットシステム / 身体的インタラクション / 生活支援ロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成３０年度は，まず，力の相互作用による身体的インタラクションの１つとして人間の手を引っ張ったり，押したりする動作について，人間同士での動作解析を行った．解析では，手部動作の開始タイミング，手部に加わる力，および音声挨拶の発声タイミングについて計測を行った．とくに，身体的リズムの同調に着目して，音声挨拶などの会話を伴った場合と伴わない場合について，それぞれの動作特性の違いを検討した．そして，解析結果に基づいて人間の手を引っ張ったり，押したりする動作をロボットに生成するための動作モデルの提案を行った．さらに，この提案した動作モデルを現有するロボットアームに適用することで人間との力の相互作用による身体的インタラクションを生成するロボットシステムを構築した．そして，このロボットシステムにより人間の手を引っ張ったり，押したりする動作による力の相互作用によって人間との身体的インタラクションが行えることを確認した． さらに，このロボットシステムを用いた合成的解析により人間に好まれる動作特性の検討を進めている．
また，人間の手を引っ張ったり，押したりする動作と類似した動作として，上肢を用いた人間とロボットとの身体的インタラクションである握手動作や生活支援となる手渡し動作などがある．そこで，これらの動作解析の結果と本研究で実施した人間の手を引っ張ったり，押したりする動作の解析結果との比較を行い，類似する点や異なる点について検討を行っている．
さらに，これらの動作モデルを片腕に７自由度を有する双腕ロボット（計１４自由度）に適用し，双腕により身体的インタラクション動作や生活支援動作を生成するための準備を行っている．
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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
平成３０年度は力の相互作用による身体的インタラクションの１つとして人間の手を引っ張ったり，押したりする動作について，人間同士での動作解析を行った．解析では，身体的リズムの同調に着目して，手部動作の開始タイミングや音声挨拶の発声タイミングなどについて計測を行った．とくに，音声挨拶などの会話を伴った場合と伴わない場合について，それぞれの動作特性の違いを検討した．この人間の手を引っ張ったり，押したりする力の相互作用による身体的インタラクションは握手などの接触を伴った身体的インタラクションの基礎となるものである．そのため，この身体的インタラクションについて音声挨拶などの会話の有無による身体的リズムの同調に注目した動作特性を検討することは，音声挨拶などの会話を伴う握手などの身体的インタラクション動作をロボットに生成するための動作モデルの提案に繋がっている．とくに，本年度は人間の手を引っ張ったり，押したりする動作と握手動作の動作特性を比較し，類似する点や異なる点について検討を行っている．さらに，この握手動作の動作特性は人間に物を手渡す動作などの生活支援動作に適用することが可能である．
そのため，平成３０年度は生活支援動作の基礎として，力の相互作用による身体的インタラクションとなる人間の手を引っ張ったり，押したりする動作について身体的リズムの同調に着目した解析を行っており，計画通り進んでいる．これらのことから，平成３０年度は研究目標をおおむね達成しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成３１年度（令和元年度）では，まず，平成３０年度に提案した人間の手を引っ張ったり，押したりする力の相互作用による身体的インタラクションを生成する動作モデルを用いて合成的解析により身体的リズムの同調を促すような動作特性について検討する．さらに，この合成的解析を通じて提案する動作モデルの有効性を示す．次に，この動作モデルを握手動作やハグ動作などの接触を伴う身体的インタラクションに応用する．これにより，身体的リズムの同調に着目した音声挨拶などの会話を伴う身体的インタラクションを生成する動作モデルを提案すると伴に，それを適用したロボットシステムを構築する．さらに，平成３１年度は視線計測デバイスを購入し，人間同士の身体的インタラクションにおける注視位置などの視線を解析する．そして，身体的インタラクションにおける身体的リズムの同調に視線が与える影響について検討する．この検討結果に基づいて効果的に人間との身体的リズムを同調させる視線の提示手法を提案する．さらに，身体的インタラクションを行うロボットシステムを用いた合成的解析により，その有効性を示す．
令和２年度は令和元年度に提案する握手動作やハグ動作などの身体的インタラクションをロボットに生成する動作モデルを応用して，生活支援動作を生成する動作モデルを提案する．この動作モデルでは握手動作を応用することで人間に物を手渡す動作を生成し，ハグ動作を応用することで人間を抱きかかえる動作を生成する．さらに，これらの動作モデルを双腕のロボットアームに適用した生活支援ロボットシステムを構築する．そして，この生活支援ロボットシステムを用いて，音声挨拶などの会話を通して人間と身体的リズムを同調させ，優しく身のまわりの物を手渡したり，抱きかかえたりする動作を実現する．
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| Causes of Carryover |
今年度に購入する予定であった非接触式視線計測装置の選定に時間を要し，年度内での購入が行えなかった．次年度には非接触式視線計測装置を購入する予定である．また，次年度分の助成金は計画通りに使用する予定である．
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