2021 Fiscal Year Research-status Report
介護者の代わりに電動車いすを安全に誘導する先導ロボットシステムの開発
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19K12885
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| Research Institution | Tomakomai National College of Technology |
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Principal Investigator |
堀 勝博 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (90261388)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電動車いす / 先導ロボット / 安全 / 誘導 / 介護者 / 支援システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度の実績として，これまで主に取り組んできた先導ロボットシステムの理論的検討から，実機による実験的検討へ研究の軸足を移し，まず実機開発の完了，つぎに実機を用いた動作実験および実機による有効性の検証を行い，その研究成果を学会で発表した。以下，実機開発，実機動作実験および有効性の検証結果の順により詳しく述べる。まず実機開発について，昨年度開発済みの先導ロボットシステムのハードウェア上に，ソフトウェアを開発・実装し，システム全体の開発を完了した。実機の動作手順は，電動車いすユーザによる先導ロボットへの動作指示，動作指示に従った先導ロボットの移動，先導ロボットが電動車いすを安全に誘導の順とした。ここで，手順最後の誘導に関する制御アルゴリズムは，(1)電動車いすのジョイステックの傾きによる先導ロボットへの動作指示，(2)先導ロボットが電動車いすユーザの脚検出により相対距離・方向を計測，(3)先導ロボットに追従するよう電動車いすを誘導制御，(4)動作停止指令がない限り(1)へ戻り処理をループするように構築した。つづいて実機を用いた動作実験について，先導ロボットによる電動車いす誘導実験および先導ロボット導入による安全性の向上を検証するための停止距離比較実験を行った。実験方法としては，先導ロボットの前方3m先に障害物を設置し，先導ロボットを障害物に向かって前進させ，電動車いすを誘導しながら，障害物の手前1.5mの位置で障害物を検出し停止動作を開始したときの電動車いすの停止位置を記録した。また比較のため電動車いす単体で同様の実験を行った。これらの実験結果より，先導ロボットありの場合（本システム）と先導ロボットなしの場合（電動車いす単体）の各停止距離は約2.2m，1.2mとなり，先導ロボットの導入により停止距離が約1m伸び安全性が向上し，実機による本システムの有効性が確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
先導ロボットシステムの実機開発を完了し，これまで開発してきた動作アルゴリズムを実機に実装し，電動車いすの誘導制御や障害物前方での停止制御といった基本的な動作実験を行い，実機により本システムの有効性が確認できた。しかし，コロナ禍における実験実施可能時間の制約により，当初計画していた障害物回避動作を含む動作実験は実施できなかったため，計画よりやや遅れている状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
障害物回避動作を含む実環境における先導ロボットシステム実機による検討を進めて，性能評価を行う。その評価結果に基づいて，システムに必要な修正・改良して，最終的に先導ロボットシステムを完成させる。
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| Causes of Carryover |
物品費の購入価格が当初見積額より安価であったため，次年度使用額が生じた。次年度使用額は，先導ロボットシステム実機の整備費として充当する計画である。
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