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対人物理的インタラクションロボットによる人誘導スキルの研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K17830
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61050:知能ロボティクス関連
研究機関九州大学

研究代表者

西川 鋭  九州大学, 工学研究院, 准教授 (50761144)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードロボット / 物理的インタラクション / 対人ロボット / スキル / 人誘導
研究開始時の研究の概要

ロボットと人が触れ合う物理的インタラクションの際には物理的効果と安全性を両立させる必要がある。そのためには相手の性質を利用してうまく誘導することで目標を達成することが重要と考えられる。本研究では、人と物理的に関わる状況で、人の性質を利用してうまく誘導することでタスクを実現するロボットの構成法を明らかにすることを目的とする。人の運動計測を通じてタスク成功条件の抽出や人の運動予測について調査し、シミュレーション等も併用してインタラクションの運動生成に取り組み、ロボットによる対人インタラクションのシステム構築を目指す。

研究実績の概要

ロボットと人が触れ合う物理的インタラクションの際には物理的効果と安全性を両立させる必要がある。そのためには相手の性質を利用してうまく運動を誘導することで目標を達成することが重要と考えられる。本研究では、人と物理的に関わる状況で、人の性質を利用してうまく運動誘導することでタスクを実現するロボットの構成法を明らかにすることを目的とする。
本年度も前年度に引き続き運動誘導の方法の調査を進めた。以下に具体的な実施内容について記述する。
・前年度作成した対人ロボットで立ち上がり補助の際の運動誘導について調査を進めた。ここでは若年者でも難しい動作として床からの前方への立ち上がりを対象とした。そのまま引き上げること、一度後ろに押してから引き上げる動作を行うことで反動をつけること、押し引きを繰り返した後に引き上げること、の3種類の動作について比較し、反動や周期運動が与える影響について調査した。
・人装着型のロボットスーツにおける介入に関して、前年度作成した卓球のバックハンド動作における手首の余計な動作を抑制する柔剛切り替え可能なデバイスを用いたフォーム改善について調査を進めた。手首の動作を抑制することで間接的に肘を活用したスイングを導くことを目指している。デバイスによる物理的な介入は口頭指示の場合と比較して効果が大きいことを確認した。
・今後対人インタラクション調査のために使うハードウェアの1つとして対人スポーツのためのロボットの開発も進めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ロボットと人が触れ合う物理的インタラクションについて複数の介入条件での比較実験により調査を進められたため。

今後の研究の推進方策

ロボットによる介入の効果を定量化することで人誘導の方法を明らかにしていく。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Wearable Device to Inhibit Wrist Dorsiflexion for Improving Movement Form in Table Tennis Backhand2024

    • 著者名/発表者名
      Shirota Kazuki、Kashiwagi Akihiko、Kiguchi Kazuo、Nishikawa Satoshi
    • 雑誌名

      2024 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)

      巻: 1 ページ: 429-434

    • DOI

      10.1109/sii58957.2024.10417593

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pneumatic Humanoid Robot with Adsorption Mechanisms on the Sole to Realize a Stepping Motion in Badminton2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Ryuji、Kiguchi Kazuo、Nishikawa Satoshi
    • 雑誌名

      2023 IEEE-RAS 22nd International Conference on Humanoid Robots (Humanoids)

      巻: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/humanoids57100.2023.10375201

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pneumatic Assist Suit to Facilitate Lower-Body Twisting for the Training of Forehand in Table Tennis2023

    • 著者名/発表者名
      Kashiwagi Akihiko、Kiguchi Kazuo、Nishikawa Satoshi
    • 雑誌名

      2023 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC)

      巻: 1 ページ: 1090-1095

    • DOI

      10.1109/smc53992.2023.10393870

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Training with a Pneumatic Assist Suit to Generate Lower-Body Twisting during the Forehand Swing in Table Tennis2022

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Kashiwagi, Hayato Nakamura, Satoshi Nishikawa, and Kazuo Kiguchi.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th International Conference on Sport Sciences Research and Technology Support - icSPORTS

      巻: 1 ページ: 61-67

    • DOI

      10.5220/0011557000003321

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 慣性を利用した床からの立ち上がり動作のロボットによる支援に関する調査2024

    • 著者名/発表者名
      大神直也, 木口量夫, 西川鋭
    • 学会等名
      日本機械学会 情報・知能・精密機器部門(IIP部門)講演会2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 吸着機構を備えた空気圧駆動の人型ロボットによるバドミントンの踏み出し動作の実現2024

    • 著者名/発表者名
      吉田龍史, 木口量夫, 西川鋭
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2024 (Robomech2024)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 卓球のバックハンドにおけるフォーム改善のための手首背屈を抑制するウェアラブル装置2023

    • 著者名/発表者名
      代田和輝, 柏木昭彦, 木口量夫, 西川鋭.
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2023 (Robomech2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボットによる運動誘導に向けた前後方向への介入動作タイミングと人の姿勢反応の関係の調査2022

    • 著者名/発表者名
      大神直也, 西川鋭, 木口量夫.
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2022 (Robomech2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 卓球のフォアハンドスイングの際の下半身の捻り運動を補助する空気圧アシストスーツの開発2022

    • 著者名/発表者名
      柏木昭彦, 中村隼, 西川鋭, 木口量夫.
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2022 (Robomech2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 九州大学研究者情報

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K007777/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
  • [備考] 研究室業績ページ

    • URL

      https://system.mech.kyushu-u.ac.jp/jp/publication.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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