2020 Fiscal Year Annual Research Report
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20H04218
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
佐宗 晃 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究チーム長 (50318169)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長久保 晶彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (00357617)
児島 宏明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (80356980)
小木曽 里樹 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (10821738)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 作業行動認識 / 音源認識 / 音源定位 / マイクアレイ / 体導音 / 音響イベント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人口急減と超高齢化による労働力人口の加速度的な減少により、製造現場などでは協働ロボットの導入による省人化、生産の効率化、熟練技術の継承などが喫緊の課題となっている。これらを実現するための基盤技術として、①作業員の作業行動認識技術に加え、②各作業における手の形状や指と物体との接触状況のセンシング技術が必要となる。
課題①に関しては、作業行動に伴って発生する作業音の音源定位による空間情報と音源認識による音響イベント情報を統合することで、作業行動を頑健に認識するシステムの実現を目標とする。課題②に関しては、指と物体との接触による振動が手首に伝搬する体導音、手首に装着した振動アクチュエータから手の内部へ入力した振動の反射等を、手首装着の体導音センサで計測することで、指先での接触状況や指の動きを認識する手首装着型センサの実現を目標とする。
課題①に関して、作業音の音源定位と音源認識を実現するアルゴリズムの研究開発を行った。そして、独自開発したカメラ搭載マイクアレイ音響収録装置で、実際のピッキング作業行動の連続画像と、作業音のマルチチャネル音響データを収録し、これらのデータを用いて音源定位と音源認識アルゴリズムの精度を評価した。また、収録データの効率的なアノテーション作業を実行可能とし、更に分析結果の妥当性を視覚的に容易に確認可能とする、GUIベースの専用ツールを開発した。
課題②に関して、コンデンサーマイクのトップパネルを外し、露出したダイアフラムと手首の皮膚との間をジェル状の液体で媒介することでインピーダンスマッチングを行った、手首装着型センサ体導音センサを試作した。また、音源認識アルゴリズムを用いた体導音認識の精度を評価した。
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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
本年度の研究実施計画で予定したいた研究開発項目は、ほぼ予定通りに目標を達成できたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、小規模データに基づいて、音源定位や音源認識など基本アルゴリズムの研究開発とその精度評価を行った。今後は被験者数を増やして大規模データベースを構築すると共に、これら要素技術の評価実験と改良を繰り返すことで、その実用性をより高める。更に作業音や体導音の音源認識の結果と、それらの音源がどのような順序で観測されたかなどのコンテキスト情報、そして作業音の音源定位結果を統合して作業行動を推論するコンテキストモデルを構築する。また手や手が把持している物体が動いたり振動したりしていなくても、物体と手や指先との静的な接触状況を推定する体導音のアクティブ計測も検討する。
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