マルチモーダルな対話機能を有し人間と共同作業をする次世代ロボットの基礎研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07405012
• 研究種目: 一般研究(A)
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 橋本 周司 早稲田大学, 理工学部・応用物理学科, 教授 (60063806)
• 研究分担者: 菅野 重樹 早稲田大学, 理工学部・機械工学科, 助教授 (00187634) ; 高西 淳夫 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (50179462) ; 笠原 博徳 早稲田大学, 理工学部・電気工学科, 助教授 (30152622) ; 白井 克彦 早稲田大学, 理工学部・情報学科, 教授 (10063702) ; 成田 誠之助 早稲田大学, 理工学部・電気工学科, 教授 (90063677)
• キーワード: ロボット / 人間形ロボット / マルチモーダルインターフェース / 2足歩行 / 対話ロボット / マンマシンインタフェース / 共同作業ロボット / ヒューマノイド

研究概要

本研究は、ロボットのためのマルチモーダルなインターフェースを開発し、人間と接触しながら作業を行う対話型次世代ロボットの基礎技術を確立することを目的としている。
本研究の第1年度である平成7年度は、主として個別サブシステムの技術開発に力を注いだが、これらを部分的に統合する試みも行った。具体的な研究経過および成果は以下の通りである。
1.機械系では、人間の手と腕をリンクモデルとして扱った力学解析を行うとともに、実際の人間の3次元動作の直接計測を試みた。また、歩行軌道の計画を支援する対話型の2足歩行パターン作成システムを構築した。これにより、人間型ロボットハンドと2足歩行系の設計基準が得られた。
2.視覚系では、顔面筋シミュレーションシステムによる表情合成と音声駆動による発話動画像の生成を試みた。また、音声と口唇運動の同期を手がかりとしてシーンから発話者を発見する手法を検討し、集団の中で対話相手を認識することに成功した。
3.音声系では、通常の室内環境での音声の実時間認識システムを作製すると同時に、実際の対話データの収集および分析を行い、校内案内の音声対話系を作成した。その結果、対話のシナリオによって音声認識の信頼度を上げ得ることが判った。
4.並列処理系では、サブシステムの接続を行うロボット内ネットワークの設計と実験を行うと同時に、ロボットシステムで能率の良い通信プロトコルを検討した。
5.CCDカメラの眼球と頭部が独立に動くロボット上体と、簡単なジェスチャーができる腕を製作し、これに視覚系と音声系を結合して校内案内ロボットの試作実験を行った。試作した校内案内ロボットは移動しないものであったが、動作速度の著しくことなるサブシステム間の同期処理を円滑に行うためには、並列処理系にロボット全体の状態を監視する機構が必要であることが判った。

研究成果

• [文献書誌] 橋本周司: "音楽情報処理" 電子情報通信学会誌. J78. 876-878 (1996)
• [文献書誌] 澤田秀之: "加速度センサを用いたジェスチャー認識と音楽制御への応用" 電子情報通信学会論文誌. J79-A. 452-459 (1996)
• [文献書誌] 井上渉: "歌声自動伴奏システム" 情報処理学会論文誌. 37. 31-38 (1996)
• [文献書誌] 土屋憲法: "Multi-Ocular 3D Shape Measurement without afeature Extraction Using Backprojection Method" IEICE Transaction on Information and System. E78-D. 1607-1614 (1996)
• [文献書誌] 松島俊明: "視線の逆投影線の交点ボ-ディングによる多眼3次元形状復元" 画像電子学会誌. 24. 533-540 (1995)
• [文献書誌] 張汀汀: "Curve Detection Using Inverse Hough Transform as a Parameter Optimization Problem" 電気学会論文誌. 115-C. 417-422 (1995)
• [文献書誌] 白井克彦: "ボイスシステム" 情報管理. 37. 1107-1118 (1995)
• [文献書誌] 嶺竜治: "並列HMM法とスペクトルサブトラクションによる非定常雑音環境下における音声認識" 電子情報通信学会論文誌. j78-D-II. 890-891 (1995)
• [文献書誌] 尾形航: "Fortranマルチグレイン並列処理におけるデータローカラゼーション手法" 情報処理学会論文誌. 36-7. 1551-1559 (1995)
• [文献書誌] 西本卓也: "Improving Human Interface in Drawing Tool Using Speech, Mouse and Key-board" Proc. 4th IEEE, RO-MAN'95. 107-112 (1995)
• [文献書誌] 山口仁一: "衝撃緩証材料を用いた足底機構による2足歩行の安定化と路面位置情報の取得" 日本ロボット学会誌. 14. 67-74 (1995)
• [文献書誌] 山口仁一: "路面形状に偏差のある環境における2足歩行制御-未知の凸凹路面に対する適応歩行の実現" 日本ロボット学会誌. 13. 1030-1037 (1995)
• [文献書誌] 黄強: "ヴイ-クル搭載型マニュピュレーターの安定化制御" 計測自動制御学会論文集. 31. 861-870 (1995)
• [文献書誌] 渋谷恒司: "バイオリン演奏の弓圧調節における上肢各間接の役割分担" 人間工学. 31. 347-354 (1995)