2021 Fiscal Year Research-status Report
人と機械の調和によるエコーロケーション技術の確立に関する研究
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21K11973
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
渡邉 拓貴 北海道大学, 情報科学研究院, 助教 (50808433)
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2021-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | ウェアラブルコンピューティング / エコーロケーション / 物体認識 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，可聴化された超音波反射音を用いた人による認識と，機械学習による認識を組み合わせた，人と機械の協調型エコーロケーション技術の確立を目的とする．エコーロケーションとは音の反射により周囲の状況を把握する技術である．一部の視覚障害者はこの技術を利用し，舌打ち音等の可聴音で周囲を認識しているが，エコーロケーションには超音波を用いたほうが，より詳細な情報が取得できることが示されている．そこで本研究では，超音波を発進し反射音をリアルタイムに可聴化してユーザに提示するシステムを構築する．同時に，取得した反射音を用いてシステムでも機械学習により認識を行い，ユーザに提示する．提案手法により，視覚障害者は従来不可能であったリアルタイムの超音波エコーロケーションが可能になり，可聴音のエコーロケーションよりも詳細な情報を得ながら周囲を認識できる．また機械学習も併用することで，人には認識が難しい物体や見落としがちな手がかりの検出も可能になると考えられる．人による認識と機械による認識を組み合わせることで，それぞれの特性を活かしながら，より詳細なエコーロケーションの実現を目指す．
2021年度は，主に提案システムの実装に着手した．実装したデバイスは，超音波信号発信用のスピーカとマイクロコントローラ，超音波反射音取得用のマイク，超音波反射音の可聴化および機械学習の処理を行うためのタブレットから構成されている．また，超音波可聴化と機械学習をリアルタイムに実行するためのAndroidアプリケーションも実装し，プロトタイプデバイスの基礎的な性能を評価した．
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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
本研究提案を実現するためのプロトタイプデバイスを作成し，基礎的な評価を行ったところ，リアルタイムで超音波の可聴化と物体の認識が可能であることが確認できた．また，被験者に対して物体発見実験を予備的に行ったところ，プロトタイプデバイスを用いて物体の発見が可能であることが確認できた．実装したプロトタイプデバイスは，次年度以降のより詳細な調査のための基盤となる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は実装したプロトタイプデバイスを用い，超音波反射音を用いた機械学習による物体認識について，物体を認識するために最適な送信信号の周波数帯域，信号調，特徴量の調査を予定している．
また，超音波可聴化を用いた人による認識について，ユーザにとって最も聴きやすく，物体の弁別がしやすい信号を，周波数，信号長，信号発信間隔等の観点から，評価実験を通して調査する．
最終的には，これらで得られた知見を組み合わせ，人と機械による協調型エコーロケーションの確立を目指す．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症により，ほとんどの国内/国際会議がオンラインで開催され，使用予定であった旅費が未使用になったため．
次年度は学会の現地開催も増えることが想定されるため，旅費に使用する予定である．
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