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文楽人形のカラクリとその序破急を用いた人型コミュニケーションロボットの設計と開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K17833
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
研究機関中京大学 (2023)
東京工科大学 (2021-2022)

研究代表者

董 然  中京大学, 工学部, 講師 (80879891)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (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)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードロボティクス / 周波数解析 / 深層学習 / 人形浄瑠璃 / ヒューマンロイド / インタラクションデザイン / 伝統芸能 / 序破急 / 文楽人形 / モーション解析・生成 / ノンバーバルコミュニケーション / モーションデザイン / ヒルベルト-ファン変換 / 経験的モード分解 / ロボットインタラクション / 人工知能 / ヒューマンロボットインタラクション / 感情表現
研究開始時の研究の概要

人形浄瑠璃文楽は,3人の人形遣いが独特な人形カラクリと人形感情表現プリンシプルを用いて感情表現を行う.人形の所作は義太夫節と呼ばれる音楽(義太夫と三味線使い)に合わせており,序破急メカニズムに基づいて三業一身で舞台を構成する.人形のカラクリ(頭の「円」と呼ばれる動きと伸縮表現など)は,序破急を表現できるように設計されている.本研究では,日本独特の三業から抽出された人形カラクリとその序破急メカニズムをベースに,やわらかい新しいロボット骨格をデザインし,その動作に合わせた人工感情表現の構築を行う.不気味の谷現象を超える人型AIアシスタントのインタラクションデザイン法を確立させる.

研究成果の概要

本研究は,日本の伝統芸能「人形浄瑠璃文楽」の動作と感情表現をロボットに応用することを目的としている.モーションキャプチャを用いて人形の動作を解析し,感情表現技法を特定した.特に,伸縮や胸関節の動きが義太夫の声や三味線の音と同期し,序破急のメカニズムと関連していることを確認できた.文楽人形のカラクリをロボットに実装し,伸縮技法を表現できるロボットを開発した.さらに,ヒルベルト・ファン変換を用いた周波数領域でのモーション解析と深層学習を組み合わせた手法を提案し,ロボットに文楽人形の繊細な動きをモータ性能に合わせて実装できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,文楽人形のカラクリをロボットの構造に取り入れることで,初めて序破急メカニズムに合わせた伸縮技法を表現できるロボットの開発を試みた.得られた知見は,ロボットインタラクションデザインに日本の伝統芸能の視点から新たなフレームワークを提供できる.また,モーション生成における周波数空間と深層学習の融合は,ヒューマノイドの自立的なインタラクション生成に寄与し,今後,人間社会に導入されるAIアシスタントの普及に貢献できると考えられる.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] 吉林大学(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] chang'an university(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The Hong Kong Polytechnic University(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Biomechanical Analysis of Golf Swing Motion Using Hilbert-Huang Transform2023

    • 著者名/発表者名
      Dong Ran、Ikuno Soichiro
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 23 号: 15 ページ: 6698-6698

    • DOI

      10.3390/s23156698

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The influence of online multiplayer games on social capital and interdependent well-being in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Ni Shaowen、Dong Ran、Ueichi Hideo
    • 雑誌名

      Entertainment Computing

      巻: 47 ページ: 100587-100587

    • DOI

      10.1016/j.entcom.2023.100587

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A real-time recognition gait framework for personal authentication via image-based neural network: accelerated by feature reduction in time and frequency domains2023

    • 著者名/発表者名
      Xuan Huang,Ran Dong,Bo Wu,Kiminori Sato,Soichiro Ikuno,Zijun Wang and Shoji Nishimura
    • 雑誌名

      Journal of Real-Time Image Processing

      巻: 20 号: 5 ページ: 92-92

    • DOI

      10.1007/s11554-023-01349-w

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Learning multivariate empirical mode decomposition for spectral motion editing2023

    • 著者名/発表者名
      Dong Ran、Ikuno Soichiro、Yang Xi
    • 雑誌名

      SIGGRAPH Asia 2023 Technical Communications

      巻: 26 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1145/3610543.3626174

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Behavioral Analysis of Mowing Workers Based on Hilbert-Huang Transform: Huang Transform: An Auxiliary Movement Analysis of Manual Mowing on the Slopes of Terraced Rice Fields2023

    • 著者名/発表者名
      Wu, B.; Wu, Y.; Dong, R.; Sato, K.; Ikuno, S.; Nishimura, S.; Jin, Q.
    • 雑誌名

      Agriculture 2023

      巻: 13 号: 2 ページ: 1-21

    • DOI

      10.3390/agriculture13020489

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigating the Effect of Jo-Ha-Kyu on Music Tempos and Kinematics across Cultures: Animation Design for 3D Characters Using Japanese Bunraku Theater2022

    • 著者名/発表者名
      Dong Ran、Cai Dongsheng、Hayano Shingo、Nakagawa Shinobu、Ikuno Soichiro
    • 雑誌名

      Leonardo

      巻: 55 号: 5 ページ: 468-474

    • DOI

      10.1162/leon_a_02250

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Analyzing Jo-Ha-Kyu Mechanism in Japanese Traditional Performing Art Ningyo Joruri2022

    • 著者名/発表者名
      Dong Ran、Ni Shaowen、Wu Bo、Hayano Shingo、Cai Dongsheng、Ikuno Soichiro
    • 雑誌名

      In proceedings of IEEE DASC/PiCom/CBDCom/CyberSciTech 2022

      巻: 22442370 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/dasc/picom/cbdcom/cy55231.2022.9927889

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pre-braking behaviors analysis based on Hilbert Huang transform2022

    • 著者名/発表者名
      Wu Bo、Zhu Yishui、Dong Ran、Sato Kiminori、Ikuno Soichiro、Nishimura Shoji、Jin Qun
    • 雑誌名

      CCF Transactions on Pervasive Computing and Interaction

      巻: 0 号: 2 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1007/s42486-022-00123-4

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 人形浄瑠璃の円の動きによる感情表現 ― モーションキャプチャを用いた分析 ―2021

    • 著者名/発表者名
      Shingo HAYANO, Ran DONG
    • 雑誌名

      都留文科大学研究紀要

      巻: 94 号: 94 ページ: 1-10

    • DOI

      10.34356/00000742

    • NAID

      120007015756

    • URL

      https://tsuru.repo.nii.ac.jp/records/751

    • 年月日
      2021-10-20
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Motion Feature Extraction and Stylization for Character Animation using Hilbert-Huang Transform2021

    • 著者名/発表者名
      Dong Ran, Lin Yangfei, Chang Qiong, Zhong Junpei, Cai Dongsheng, Ikuno Soichiro
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2021 ACM International Conference on Intelligent Computing and its Emerging Applications

      巻: ACM ICEA '21 ページ: 16-21

    • DOI

      10.1145/3491396.3506524

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Interacting with Humanoid Robots: Affective Robot Motion Design with 3D Squash and Stretch Using Japanese Jo-ha-kyu Principles in Bunraku2021

    • 著者名/発表者名
      Ran Dong, Yuying He, Dongsheng Cai, Jinichi Yamaguchi, Hayato Kondo, Shinobu Nakagawa, Soichiro Ikuno, Shingo Hayano
    • 雑誌名

      SIGGRAPH 2021 Talks

      巻: 1巻 ページ: 45-45

    • DOI

      10.1145/3450623.3464669

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 文楽人形から抽出した誇張表現機構を持つ人間型ロボットの開発2021

    • 著者名/発表者名
      KONDO Hayato, YAMAGUCHI Jin’ichi, DONG Ran, HE Yuying, CAI DongSheng, NAKAGAWA Shinobu
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集

      巻: 2021 号: 0 ページ: 1P3-E07

    • DOI

      10.1299/jsmermd.2021.1P3-E07

    • NAID

      130008135275

    • ISSN
      2424-3124
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体情報の周波数成分を利用したVRラバーハンド錯覚の検出2023

    • 著者名/発表者名
      奥村 颯次郎,董 然,宮崎 慎
    • 学会等名
      NICOGRAPH 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear Motion Analysis, Learning and Synthesis in the Frequency-Domain using Hilbert-Huang Transform2023

    • 著者名/発表者名
      Ran Dong
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Intelligence Design (ISID 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] モーションデータを用いたEMDによる人型ロボットの動作学習最適化2022

    • 著者名/発表者名
      久保 翔太郎,董 然,生野 壮一郎
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2022年度年会(JSIAM2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒルベルト-ファン変換を適用したゴルフスイングの解析2022

    • 著者名/発表者名
      木村 勇大,董 然,生野 壮一郎
    • 学会等名
      スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 文楽人形の誇張表現機構を持つ人間型ロボッ トに基づいた感情表現モーションデザイン2021

    • 著者名/発表者名
      董 然、蔡 嘉霖、蔡 東生、山口 仁一、近藤 逸人、中川 志信、生野 壮一郎
    • 学会等名
      第39回 日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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