2019 Fiscal Year Research-status Report
活超高齢社会の実現に向けた携帯できる散歩促進ロボットの開発
| Project/Area Number |
19K12178
|
|---|
| Research Institution | Ibaraki University |
|---|
Principal Investigator |
森 善一 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (70305415)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山中 克夫 筑波大学, 人間系, 准教授 (50282314)
竹田 晃人 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (70397040)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 高齢者 / 閉じこもり / 携帯型ロボット / 散歩 / リハビリテーション / インタラクション |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度は，試作1号機の設計・製作を中心に課題を進めた．以下にその具体的な内容を示す．
●試作1号機の製作 [担当：森]： ロボットは，親機・子機型となる．子機のデザインは，散歩を連想させ，予備調査より，本課題に適していることがわかった犬型とした．子機には，小型マイコン（Raspberry Pi），加速度計，カメラ，マイク，サーボモータを備える．加速度計を用いた歩数計測機能に加え，カメラにより認識したユーザーの顔画像を元に，視線を合わせた後，散歩に誘うセリフを発話する機能を実装した．
●人工知能を用いた高齢者との「駆け引き」 [担当：竹田，森]： 本課題では，教師なし・多入力学習に向いた深層強化学習を用いた．散歩への誘いの会話を「都合伺い」，「状況説明」，「状況確認」，「情報提示」，「誘い」，「再誘い」，「情報交換」，「終結」，「会話終了」の9つの部分から構成し，アルゴリズムの検証を行うため，次の3要素：a. 自己行動（ロボット自身が散歩に連れて行ってほしい旨を伝える），b. 他者行動（ユーザーに散歩を勧める），c. 共同行動（一緒に散歩に行く）について，4パターン：(a+c), a, (b+c), b を用意し，大学生10名に対して，「評価」と「外出回数」に対して，ウィルコクソン検定を行った結果，「評価」については有意差が見られなかったが，「外出回数」については 有意差（p<.05）が見られた．
●高齢者との実践研究 [担当：山中]： 試作機の製作後に開始されるアクションリサーチ（計画・実践・観察・振り返り の4段階を通して，問題を体系的に理解し，研究者と当事者が共同で解決へと向けていくアプローチ）の準備，および対象者の検討を行った．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究代表者，研究分担者ともに，研究計画に沿った研究を行い，おおむね期待した成果を得ることができたから．
|
| Strategy for Future Research Activity |
●試作1号機の改良・試作2号機の製作 [担当：森]： 子機については，試作1号機では外形を犬型としたが，ユーザーの好みを反映し，その他のデザインについても検討する予定である．ユーザーを散歩に誘い出すアルゴリズム，および頭や手足等を動作させるマイコン・センサ・アクチュエータの制御のコア技術の改良を行うことを検討している．その他，子機を抱っこして散歩する他に，シルバーカーに載せて運ぶことも検討している．また親機については，子機により計測させた歩数および経路データを，高齢者であるユーザーに分かりやすい形で表示を行う予定である．
●人工知能を用いた高齢者との「駆け引き」・「飽きの防止」 [担当：竹田，森]： これまでに，深層強化学習を用いたロボットによる散歩の誘い出しについての検討を行ったが，一方で機械学習による推定結果をそのままロボットの行動へと反映させたのでは，応答が単純になり，飽きが生じてしまう．そこで，解が一つに収束しないようにするための「飽き防止アルゴリズム」の実装を行った．今後，そのアルゴリズムの改良，および学習速度をいかに高めるかが課題となる．
●アクションリサーチ [担当：山中]： アクションリサーチの実施に向けた具体的な計画を立てた．5月末～6月：現状のハードウェアをベースにして倫理書類を申請，6月末～7月：初期プロダクト完成，7月15日：倫理取得，10月～11月：アクションリサーチによる本研究用プロダクトの開発，アクションリサーチを2回実施（2回目が間に合わない場合は3月に行うことを検討）．ただし，コロナウィルスによる大学の閉鎖等により研究に遅れが生じる可能性も懸念される．
|
| Causes of Carryover |
試作1号機の製作費が予定額よりも少額であったため．
繰越金は，試作2号機の機能追加や，製作台数を増やすことなどの経費に充当する予定である．
|
Research Products
(1 results)
