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センサ情報からの熟練技能の自動抽出とロボットへの転移手法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06471
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 計測工学
研究機関中京大学

研究代表者

橋本 学  中京大学, 工学部, 教授 (70510832)

研究分担者 秋月 秀一  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (40796182)
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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード作業動作分析 / 熟練作業者 / 視線計測 / 動作計測 / 深層学習 / LSTM / 3次元物体認識 / スキル分析 / 作業動作 / 動画像解析 / ヒューマンセンシング / 熟練者 / 技能教育 / 熟練作業 / 暗黙知 / 動作特徴量 / 物体認識 / 熟練技能の分析 / センシング / 組立作業 / 技能レベル / ロボットシステム / 熟練技能 / シンボル記号列 / 作業動作認識
研究成果の概要

本研究では,熟練作業者が持っている「技」を自動抽出し,これをロボットシステムに転移するための技術に関する検討をおこなった.研究成果は次の2つである.(1)作業対象物としての3次元物体と手の動作の両方を扱える作業センシング・記述・分析手法を提案した.具体的には,視線情報と作業時間に着目した分析法,視線と手の動きの連動性に着目した分析法,および視線と手の時系列情報に着目した分析法の3つを提案した.(2)多様な物体を認識しロボット把持パラメータを決定するための技術として,曲率ベースの局所特徴量,プリミティブ近似を利用したモデルレス物体認識手法および概形モデル利用物体認識手法を提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は,熟練作業者の「技」という,従来は暗黙知とされてきた情報を,視線や手の動きという物理計測可能な情報の分析によってデータ化し,熟練者の技が具体的にどのように数値的に表現できるかを示した.この点に最も大きな学術的意義がある.また,年々少子化が進み,労働力人口の減少を余儀なくされている日本の社会において,人に代わって高度な製品を製造するロボットの実現に向けた有用な情報を提供できた点に,社会的な大きな意義があると考えている.

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

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件) 備考 (3件)

  • [学会発表] 組立作業におけるスキル獲得プロセス分析のための熟練度合い推定2020

    • 著者名/発表者名
      川瀬陽平,三好遼,橋本学
    • 学会等名
      動的画像処理実利用化ワークショップ(DIA2020),IS1-21,pp.156-161
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Skill Improvement Process Based on Movement of Gaze and Hand in Assembly Task2019

    • 著者名/発表者名
      Yohei Kawase, Manabu Hashimoto
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Computer Analysis of Images and Patterns (CAIP2019), vol 11679. Springer, pp.15-26
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integrated Analysis of Position of Gaze/Hand for Skill-up Process Analysis of Assembly Tasks2019

    • 著者名/発表者名
      Yohei Kawase, Koichi Taguchi, Manabu Hashimoto
    • 学会等名
      International Workshop on Advanced Image Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 部分的なサイズ変動を許容できる多面体の位置姿勢認識手法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木貴大,橋本学,大西剛史,藤吉弘亘
    • 学会等名
      動的画像処理実利用化ワークショップ(DIA2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 面情報を手がかりとした仮説検証による複数サンドイッチの同時認識2019

    • 著者名/発表者名
      永野史也,鳥居拓耶,橋本学,大西剛史,藤吉弘亘
    • 学会等名
      動的画像処理実利用化ワークショップ(DIA2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 組立作業における視線と身体動作の連動性分析のための視線・動作に関する統合特徴量の提案2018

    • 著者名/発表者名
      川瀬陽平,田口皓一,橋本学
    • 学会等名
      電子情報通信学会バイオメトリクス研究会(BioX2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 組立作業のスキル獲得プロセス分析のための視線・動作統合特徴量の提案2018

    • 著者名/発表者名
      川瀬陽平,田口皓一,橋本学
    • 学会等名
      第24回画像センシングシンポジウム(SSII2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 組立作業の習熟プロセス分析のための視線と身体動作の統合的分析手法2018

    • 著者名/発表者名
      川瀬陽平,田口皓一,橋本学
    • 学会等名
      精密工学会IAIPサマーセミナー2018(SS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 組立作業の習熟プロセス分析のためのコード化視線特徴量2018

    • 著者名/発表者名
      川瀬陽平,田口皓一,橋本学
    • 学会等名
      電気学会知覚情報研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Reliable Primitive Approximation for Estimation of Robot Grasping Parameters Using 3D-Deep Neural Network2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Torii, Manabu Hashimoto
    • 学会等名
      IS&T International Symposium on Electronic Imaging 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNNの尤度統合によるロボットの把持位置推定のための対象物のプリミティブ近似2017

    • 著者名/発表者名
      鳥居拓耶,秋月秀一,橋本学
    • 学会等名
      第20回画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D-DNNを用いたロボットの把持位置推定のための未知物体のプリミティブ近似2017

    • 著者名/発表者名
      鳥居拓耶,橋本学
    • 学会等名
      精密工学会IAIPサマーセミナー2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D-DNNによるロボットピッキングのための高信頼なプリミティブ物体認識2017

    • 著者名/発表者名
      鳥居拓耶,橋本学
    • 学会等名
      平成29年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボットピッキングにおけるモデルレス把持パラメータ推定のための高信頼プリミティブ物体近似2017

    • 著者名/発表者名
      鳥居拓耶,橋本学
    • 学会等名
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元物体認識のための特徴点検出・LRF生成・特徴量記述の最適組合せの自動決定法2017

    • 著者名/発表者名
      鳥居拓耶,藤田祐真,橋本学
    • 学会等名
      動的画像処理実利用化ワークショップ(DIA2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 組立作業の習熟プロセス分析のための視線/動作のコード化特徴量2017

    • 著者名/発表者名
      川瀬陽平,田口皓一,橋本学
    • 学会等名
      動的画像処理実利用化ワークショップ(DIA2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://asmi.sist.chukyo-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ 研究プロジェクト紹介

    • URL

      http://isl.sist.chukyo-u.ac.jp/projects/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 組立作業における作業者の視線と手の動きに着目した習熟プロセスの分析

    • URL

      http://isl.sist.chukyo-u.ac.jp/projects/#H4-1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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