2020 Fiscal Year Research-status Report

生活環境内日用品をワンドラッグで把持可能な介護支援ロボット操作用インタフェース

Research Project

Project/Area Number	18K12151
Research Institution	Hiroshima City University
Principal Investigator	岩城敏広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (00453209)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	池田徹志広島市立大学, 情報科学研究科, 講師 (50397618)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords	ロボット教示 / インタフェース / レーザポインタ / 物体把持 / レーザセンサ / グリッパ / パンチルトアクチュエータ
Outline of Annual Research Achievements	パンチルトアクチュエータ上に搭載されたTOF（Time-of-flight）型レーザセンサをマウスで操作することで実物体上のレーザスポット3次元座標値を高精度に取得するシステム（実世界クリッカー）を活用して、物体表面上の把持部位をユーザがレーザ光線の一筆書きでなぞる，つまり「ワンドラッグ」するだけで，ロボットグリッパの位置と姿勢を直感的に教示可能な方式研究を継続している．今年度は主に、この方式のユーザビリティを評価するための実験を行い投稿論文にまとめる活動を行った。具体的には最初に予備実験として，システム開発者単独により，身の回りの12種類の日用品（コーヒーカップ、けん玉、ペットボトル、トイレットペーパー、縫いぐるみ、プラスチック皿、スポンジ、ガムテープ、メジャー、ラップ容器、食品袋、ゲームコントローラ）を対象にして試行的な教示・把持実験を行い、ゲームコントローラ以外の全ての物体の把持教示に成功したので、提案手法の基本的有効性を確認できた。次に，この予備実験結果を基に上記の12種類から代表的な６つの物体を選択し，8人の被検者による教示時間評価実験を行ったところ、おおむね20秒程度の教示時間で、70％以上の把持成功率を実証した。これと並行して、実世界クリッカーのパンチルトアクチュエータへのレーザセンサ筐体取り付け誤差の発生に起因する測定精度劣化の問題を検討した。具体的には、この取り付け誤差が測定精度に与える影響を考察するとともに，この影響を軽減するために機械学習によるキャリブレーション方法を開発した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当初計画では2020年度前半に評価実験の論文を投稿予定であったが、コロナの影響で複数被検者による実験が予定通り進まずに遅れてしまった。しかし評価実験の範囲を少し限定することで何とか2020年度末で投稿まですることができた。さらには、予定していた国際会議が中止となり断念せざるを得ない状況となった。一方、実験中断中は下記のような関連研究テーマの検討を進めた。１．実世界クリッカーの計測精度向上のためのキャリブレーション方式２．実世界クリッカーのビーコンビームを用いた移動ロボット自己位置姿勢推定
Strategy for Future Research Activity	コロナの影響による研究進捗の遅れに対応するために、2021年度後半投稿した査読中論文をパブリッシュまでフォローすると共に、2021年度後半実施されると見込まれる国際会議での発表を行い、本科研テーマの成果発表に注力する。同時に、上記１，２の研究テーマを推進する。
Causes of Carryover	2020年度はコロナの影響により研究成果報告スケジュールが遅れてしまったため、2021年度に投稿論文フォロー、国内会議発表、国際会議発表、展示会出展等を行う。