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2022 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 InstitutionHiroshima 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, 准教授 (50397618)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2024-03-31
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
Outline of Annual Research Achievements

今期は、これまで開発してきた「実世界クリッカー(RWC:Real World Clicker)」すなわちパンチルトアクチュエータ上に搭載されたTOF(Time-of-flight)型レーザセンサによりレーザスポット3D位置を測定するシステムにおいて、スマートフォンによる操作方式を新たに研究開発した。従来RWCは、PCマウスの上下左右動作をそれぞれRWCのチルト角、パン角に連動させることで操作していたが、これを今や誰もが所有し日常性に優れたスマートフォンへの置き換えを試みた。具体的には、(1)スマートフォン内臓モーションセンサ(加速度センサ、ジャイロセンサ)を用いてスマフォ筐体の姿勢を計測してRWCに無線伝送し、スマフォ姿勢とRWCのパン角・チルト角を連動させることで、あたかもレーザビームがスマフォから直接発射しているような感覚で操作する方式、(2)レーザスポットを大きく・高速に動かしたい時は上記のスマフォ連動方式を活用した粗調整を行い、スポットがターゲット物体に近づいた際には連動を停止してスマフォ画面に実装されたボタンによりレーザスポット位置を微調整する2段階方式、(3)上記微調整操作時の操作感度をロボットアームの可操作性に基づき、レーザスポットがどの位置に存在しても同一の操作感度で微調整することが可能な最適化手法の3つを提案した。これら3つの手法のポインティング性能を順に比較する実証実験を行ったところ、最後に提案した可操作性に基づく最適化手法が最も高性能であることが確認できた。以上の成果を国内国外学会で発表し、フルペーパとしてジャーナル投稿した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

RWCを用いた移動ロボットの自己位置推定手法に関する論文が採択・掲載された。またコロナの影響で控えていた現地での学会参加を本格再開した。昨年度から進めていたRWCによる遠方物体把持ロボットシステムに加えて、上記のスマートフォンによる操作方式に関しても、複数の国内学会・複数の国際会議での発表を行い、様々な質疑を対面で行うことで研究開発を効率的に促進することができた。コロナの影響で本科研予算を再再度繰り越すこととなったが、結果として本科研当初計画以上の進捗を達成できたと認識している。

Strategy for Future Research Activity

実世界クリッカーの実用化を早めることを狙いに、上記のスマフォによる操作方式をさらに発展させる。すなわち、現状では
1.RWCは水平面上に設置される
2.RWCとuser頭部の位置はRWC物体間距離と比べ相対的に十分小さい
という非常に強い制約が存在しているが、これを取り除く方式を検討する。これにより、RWCを天井など生活空間の邪魔にならずかつ部屋の隅々までレーザ照射可能な場所に設置可能となり、さらにはユーザの場所と姿勢も自由に開放することで、より現実的な方式を目指す。

Causes of Carryover

コロナの影響で当初計画していた国際会議発表が実施できなかったので、2023年度に行うため。

  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Self-Localization of Mobile Robot Based on Beacon Beam of TOF Laser Sensor Mounted on Pan-Tilt Actuator: Estimation Method that Combines Spot Coordinates on Laser Receiver and Odometry2022

    • Author(s)
      Ryoji Miura, Daichi Usagawa, Keigo Noguchi, Satoshi Iwaki, and Tetsushi Ikeda
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 34/3 Pages: 654-663

    • DOI

      10.20965/jrm.2022.p0654

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Performance Evaluation of Real World Clicker Fine-tuning Operation Method Based on Manipulability of a Robot Arm2023

    • Author(s)
      Shin-ichiro Sakamoto, Keigo Noguchi, Satoshi Iwaki
    • Organizer
      IUTAM SYMPOSIUM ON OPTIMAL GUIDANCE AND CONTROL FOR AUTONOMOUS SYSTEMS
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mobile Robot Guidance Method Using Laser Spots Irradiated on the Floor from Real World Clicker and its Application for Object Grasping System2023

    • Author(s)
      Keigo Noguchi, Shin-ichiro Sakamoto, Satoshi Iwaki
    • Organizer
      IUTAM SYMPOSIUM ON OPTIMAL GUIDANCE AND CONTROL FOR AUTONOMOUS SYSTEMS
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Proposal and Performance Evaluation of Real World Clicker Manipulation Method by a Smartphone2023

    • Author(s)
      S.Sakamoto, Noguchi, iwaki
    • Organizer
      28th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 28th 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スマートフォンによる実世界クリッカー操作方式の提案と性能評価2022

    • Author(s)
      坂本、野口、岩城
    • Organizer
      第21回日本生活支援工学会大会(LIFE2022)
  • [Presentation] 可操作性に基づく実世界クリッカー微調整操作方式2022

    • Author(s)
      坂本、野口、岩城
    • Organizer
      第40回日本ロボット学会学術講演会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 実世界ポインティングシステムおよび実世界ポインティング方法2022

    • Inventor(s)
      岩城,坂本,野口
    • Industrial Property Rights Holder
      岩城,坂本,野口
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2022-170902

URL: 

Published: 2023-12-25  

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