2021 Fiscal Year Research-status Report
Interactive Functional Design with Flow Precomputation
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20K19845
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
謝 浩然 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 講師 (40789898)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ユーザインタフェース / 流体デザイン / 生成モデル / 深層学習 / モデリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，コンピュータグラフィックスとヒューマンコンピュータインタラクション分野における融合的な研究テーマであり，データ駆動型手法を用いたユーザインタフェースと実世界のロボット等におけるデバイス開発を目指している．本年度は，特に複雑流体に着目した流体の実時間制御のためのユーザインタフェースの構築に取り組んだ．その他には，モデリングや動作の設計支援インタフェースを構築し，生体模倣ロボットの開発にも研究成果が得られた．
複雑流体の設計インタフェースには，二段階の条件付き敵対的生成ネットワークを用いて，流体の速度場よりラグランジアンコヒーレント構造を計算しスケルトン情報を推測できた．これらのペアデータで学習を行い，ユーザのスケッチ入力から自然かつリアルな煙シミュレーションが得られた．この成果により流体デザインや防災等の社会応用が期待できる．
設計支援インタフェースには，事前計算より得られたモーションキャプチャのデータを用いて，スケッチによるキャラクタの動作設定が容易に出来るシステムを構築した．また，イラストのスケルトン情報を用いて，ユーザ編集による中割フレームの生成インタフェースを構築した．生体模倣ロボットの開発には，コンパクトのウェアラブルロボットアームを開発し，人間中心デザインでロボットの機能設計を実現した．本研究成果は世界中から注目を集めて，Tech XploreとIEEE Spectrum等多数のメデイアに報道された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は当初の計画以上に進展している．当初は，設計ユーザインタフェースと生体模倣ロボットの研究開発と計画していた．本年度は，これらの目標を達成し，深層学習手法を用いた複雑流体のデザインインタフェースを提案していた．また，本年度は昨年のウェアラブルデバイスの改良を行い，高い自由度かつ安定の制御が可能とした．以上の理由で，本年度は設計支援とロボット開発には大きな進捗を取れたので計画以上に進展していると評価した．研究業績としは，国際学術誌１件，国際会議発表20件，招待講演3件，国内研究会発表10件が得られた．
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は，これまでの研究成果に基づいて，階層的なネットワーク構造の手法を他の設計支援に応用し，ユーザの意図に沿うインタフェースの提案を検討している．まだ，実時間システムの開発には，深層生成モデルを用いてスケッチインタフェースの開発を視野に入れている．機能的設計を実現するため，デジタルファブリケーション技術を利用したウェアラブルデバイスの開発及び設計支援を継続して実施する予定がある．
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Research Products
(22 results)
