2014 Fiscal Year Research-status Report
論理的身体感覚形成のための分散知覚共有ネットワークとその評価
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26330114
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
高汐 一紀 慶應義塾大学, 環境情報学部, 准教授 (40272752)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 論理的身体感覚 / マルチモーダル知覚センシング / 知覚共有ネットワーク / ソーシャブルロボット / ユビキタスコンピューティング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画初年度の平成26年度は，申請者がミュンヘン工科大で従事していた研究プロジェクトの成果であるマルチモーダル感覚センサ・パッドをベースに，ネットワーク型知覚処理モジュールである知覚ポッドを設計し，プロトタイピングを行った．実施にあたっては，知覚共有ネットワーク・プラットフォームに関する以下の3つの課題を協調，並行して進めた．
【知覚ポッドのハードウェア要件の整理と知覚アルゴリズムの検討】 先行関連研究の分析と問題点の洗い出しを進めるとともに，皮膚感覚情報や運動感覚（自己受容感覚）のセンシングから，知覚コンテクストへの加工（知覚処理）までを，リアルタイムに実行可能な高機能小型ノードの機能要件をハードウェアとソフトウェアの両面から整理し，プロトタイプを実装した．
【実証実験プラットフォームの構築】 次年度以降での有用性評価への準備として，キャンパス内に小規模実験プラットフォームを構築し，知覚ポッドの各機能を評価検証するためのシナリオの検討と，遠隔コグニティブ・システムとしての評価指標の形式化を行った．
【知覚共有ネットワークの基本設計とプロトタイプ実装】 単純化した問題として「知覚ポッド（ロボット）とユーザが多対一で接続されたトポロジ」を想定し，実験プラットフォーム上に知覚共有ネットワークのプロトタイプを実装，知覚処理アルゴリズムの基礎的評価を行った．
併せて，次年度以降につながる準備的なフィージビリティ・スタディとして，「参加型実世界情報プロービング技術」，「大規模分散型知覚ネットワーク構成技術」，「高感度コグニティブ・システム構築技術」の3点に関して，欧州プロジェクト，米国プロジェクトに関連する諸機関を調査した．
本研究成果の一部は，IEEE Healthcom’14にてBest Paper Awardを受賞する等，高い評価を受けた．
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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
本研究計画がその実現を目指す「知覚共有ネットワーク（Perceptive Network）」とは，生体の知覚機能を模倣可能な小型ロボットである知覚ポッド（Perception Pod）と，非侵襲型のポータブル感覚ディスプレイ装置である知覚ディスプレイ（Perception Display）とがアドホックに接続された，遠隔コグニティブ・システムである．知覚ポッドからなるネットワークのトポロジは生体の神経網を模した構造をとり，最終的には人間の知覚能力の空間的拡張，すなわち，物理的な身体構造や物理空間に制約されない論理的な身体感覚の形成を可能とするものである．
本研究計画は，「プラットフォーム実装」と「知覚処理アルゴリズムと応用アプリケーション実装」を主な軸として立案されている．
プラットフォーム実装に関しては，申請者がミュンヘン工科大学にて研究開発に従事していた，ロボットに装着可能なマルチモーダル感覚センサ・パッド（テキスタイル装着型センサ）をベースに，知覚共有ネットワークのシステム・アーキテクチャを設計し，プロトタイプを実装，基礎評価を終え，次年度以降の遠隔コグニティブ・システムとしての有用性評価実験に向けた準備と，論文の執筆を進めている．
知覚処理アルゴリズムと応用アプリケーション実装に関しては，2014年10月にブラジルで開催されたIEEE主催の国際会議16th International Conference on E-health Networking, Application & Services (Healthcom’14)において，研究成果の一部を論文発表し，同会議で唯一のBEST PAPER AWARDを受賞することができた．国内に留まらず国外に対しても理想的な形での情報発信をすることができ，高い評価を受けることができたと考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度以降は，これまでの基礎的な議論を踏まえ，各研究課題に関しての手法の精緻化と，遠隔コグニティブ・システムとしての有用性を実証的に検証するフェーズと位置付ける．
【ハードウェア仕様の再検討と知覚アルゴリズムの精緻化】 問題を一般化し，「知覚ポッド（ロボット）とユーザが多対多で接続可能なトポロジ」を対象とした場合の機能要件と，知覚アルゴリズムを明らかにすることを目標とする．具体的には，ミュンヘン工科大学にてリリースが予定されている，新しいマルチモーダル感覚センサ・パッドに基本ハードウェア・アーキテクチャを移行するとともに，分散する知覚ポッドの知覚能力を多人数で共有する状況を想定し，ユーザ毎のルールに基づいて知覚機能をダイナミックに再構成できるよう，知覚アルゴリズムの一般化をさらに進める．
【知覚共有ネットワーク型遠隔コグニティブ・システムの評価】 生体神経網をモデルに，ネットワーク上での知覚処理アルゴリズムの見直しを進め，システム・アーキテクチャとして完成，その有用性を実証的に検証することを目標とする．より一般化された問題下にあっても，知覚ポッドの適切な選択，感覚情報の伝達と知覚機能を効率的に提供可能なシステム・アーキテクチャを完成させ，本研究課題で検討した方式を統合的に評価，検証する．
【装着型遠隔コグニティブ・システムの検討】 安価に構築可能な非侵襲型のポータブル感覚ディスプレイ装置を提案，プロトタイプを実装し，知覚共有ネットワーク・アーキテクチャと併せた，次世代の装着型遠隔コグニティブ・システムの検討を行う．
各研究課題での成果は，随時，国内外の学会に論文として発表し，各分野の研究者から評価を仰ぐ．加えて，実証実験の成果等を慶應義塾大学SFC研究所設置の「ユビキタスコンピューティング＆コミュニケーション・ラボ」を通して，社会に広く公表する．
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| Causes of Carryover |
本研究計画の一部成果に関する論文発表時期の見直しに伴い，研究計画の軽微な変更を行った．2015年3月を予定していた学会発表を変更して同年9月の学会で実施することとしたため，出張費用として計上していた研究費を次年度に使用する．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度は，物品費600,000円，旅費400,000円，その他100,000円を計上している．次年度使用額の17,990円は旅費の一部として，国内学会発表を1件分の出張旅費として使用することとする．
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