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人間の意図推論に基づく生体情報を用いた知的操作支援が可能な全方向車椅子ロボット

研究課題

研究課題/領域番号 17K00346
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ソフトコンピューティング
研究機関立命館大学

研究代表者

前田 陽一郎  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (40278586)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2018年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード知能ロボット / 生体情報 / ファジィ推論 / 視線計測 / 顕著性マップ / 行動意図 / 全方向移動車椅子 / 全方位カメラ / 知能ロボティックス / ソフトコンピューティング / ファジィ理論
研究成果の概要

本研究では、人間の視覚における無意識的反応行動を示す顕著性マップと意識的注視行動を示す視線情報を基に、行動意図推定マップをファジィ推論により生成し、視線指示システムを提案した。さらに指示意図の信頼性が低い状態を人間によるヒューマンエラーと考え、操作者の動揺を示す心拍数と周囲環境の危険性を示す障害物までの距離情報に基づくファジィ推論により操作の信頼度を推定した。操作信頼度が低い場合には人間の操作よりも自律的障害物回避制御により介入操作支援を行なう。実機の全方向移動車椅子を用いた実験を行って、有効性を検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

視線教示による電動車椅子の研究はいくつか存在するが、操作者の意図を認識しながら操作指示を行っている研究例は他には見当たらない。全周環境認識が可能な全方向車椅子もほとんど例がなく、操作者の意図した目標位置に自在に移動するには重要な機能と考える。また視線以外にも脳波、心拍などの操作者の生体情報計測により人間の心理状態を把握しながら操作支援を行うユーザフレンドリな知的走行支援システムも未開拓の研究テーマである。ここで得られた技術は人間工学分野での強力なヒューマンサポートシステムになり、将来的にはロボットの知能と人間の知能を融合した複合インテリジェンスの構築を目指した実用化研究に発展できると考える。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 状態遷移確率に基づくマルコフ情動モデルを用いたインタラクティブ情動コミュニケーション2018

    • 著者名/発表者名
      前田陽一郎
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 30 号: 5 ページ: 682-690

    • DOI

      10.3156/jsoft.30.5_682

    • ISSN
      1347-7986, 1881-7203
    • 年月日
      2018-10-15
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 顕著性マップに基づく全方向車椅子の視線教示システムにおける人間の目標指示についての行動意図推定2018

    • 著者名/発表者名
      前田陽一郎
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 30 号: 5 ページ: 717-724

    • DOI

      10.3156/jsoft.30.5_717

    • ISSN
      1347-7986, 1881-7203
    • 年月日
      2018-10-15
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Human-Robot Interaction Experiment Based on Markovian Emotional Model2018

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro Maeda
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE World Congress on Computational Intelligence (WCCI 2018)

      巻: 1 ページ: 1147-1152

    • DOI

      10.1109/fuzz-ieee.2018.8491469

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Instruction Recognition Used Gaze and EMG Information for Omni-directional Wheelchair2017

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro Maeda
    • 雑誌名

      Proceedings of 2017 IEEE International Conference on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE 2017)

      巻: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/fuzz-ieee.2017.8015492

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Human Intention Estimation Using Fuzzy Inference Based on Gaze Tracking and Saliency Map2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro Maeda and Jiaao Niu
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Fuzzy Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 視線追跡における注視時間を考慮した人間の目標指示についての行動意図推定手法2019

    • 著者名/発表者名
      松永健太郎, 前田陽一郎, 亀井且有, クーパー・エリック
    • 学会等名
      第29回インテリジェント・システム・シンポジウム(FAN2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 表情認識に基づくマルコフ情動モデルを用いたコミュニケーションロボットのインタラクション実験2018

    • 著者名/発表者名
      前田陽一郎, 下司翔太郎
    • 学会等名
      第34回ファジィシステムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体情報に基づく遺伝的アルゴリズムを用いた緊急性を伝える振動パターンの生成2018

    • 著者名/発表者名
      薄井雄太, 前田陽一郎, 亀井且有, クーパー・エリック
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会人間共生システム研究部会 第5回人間共生システムデザインコンテスト
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 視線追跡における注視時間を考慮した人間の目標指示についての行動意図推定手法2018

    • 著者名/発表者名
      松永健太郎,前田陽一郎,亀井且有,クーパー・エリック
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会人間共生システム研究部会 第5回人間共生システムデザインコンテスト
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Human-Robot Interaction Using Markovian Emotional Model Based on Facial Recognition2018

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro Maeda
    • 学会等名
      10th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems, and the 19th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS-ISIS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Operating Instruction Method Based on EMG for Omnidirectional Wheelchair Robot2017

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro Maeda and Shoji Ishibashi
    • 学会等名
      Joint 17th World Congress of International Fuzzy Systems Association and 9th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems (IFSA-SCIS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルコフ情動モデルを用いたヒューマノイドロボットのインタラクション実験2017

    • 著者名/発表者名
      前田陽一郎, 安達慧
    • 学会等名
      第33回ファジィシステムシンポジウム(FSS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] ソフトインテリジェンス研究室(Soft Intelligence Lab.)

    • URL

      http://www.spice.ci.ritsumei.ac.jp/~ymaeda/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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