人間の行動予測に基づく移動ロボットの運動計画

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08235216
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 高森 年 神戸大学, 工学部, 教授 (10031098)
• 研究分担者: 山崎 義治 神戸大学, 工学部, 教務職員 (90174648) ; 服部 元史 神戸大学, 工学部, 助手 (00252792) ; 田所 諭 神戸大学, 工学部, 助教授 (40171730)
• キーワード: ホームロボット / サービスロボット / 人間型ロボット / 情緒 / 行動理解 / 行動予測 / アミューズメントロボット / 介護ロボット

研究概要

(1)人間型ロボットの情緒豊かな行動生成に関する研究
人間型ロボットに情緒豊かな行動を生成させるための基礎的な知見を得るために、文楽人形の動作を解析している。様々な機能と情緒の行動を文楽協会の人形遣いに生成して頂き、人形の各部の各時刻での位置と姿勢を計測した。これによって得られた時系列達を解析し、任意の機能と任意の情緒を有する行動時系列を生成することのできる時間発展の方程式を導こうとしている。
具体的な成果としては、外生入力(source)を有する時変係数の確率的な時間発展の方程式(KM20-Langevin方程式)で文楽人形の行動時系列をmodelingし、時変係数とsource達を同定するalgorithmを理論的に導いた。またそのalgorithmに基づいて、文楽人形の行動時系列を特徴付ける時変の伝達関数や機能のsource,情緒のsource,確率的な揺らぎのsourceを同定するprogramを開発した。
(2)画像情報に基づく人間の行動理解に関する研究
ロボットが人間の行動を理解できるようにその視覚システムの開発を行った。2値化した人間の画像の時系列データから、その人間の行動を判断するシステムが開発された。昨年度に開発された「ペトリネットモデルによる人間の行動予測システム」を実環境で使用するための基盤が得られた事になる。
具体的には、まずカメラによって撮像される領域を8個の部分領域に分割し、それぞれの部分領域中に人間が占める部分の重心に注目する。8個の部分領域の各時刻の重心からなる8本の時系列の組に注目するのである。種々の人間の行動を撮像し、種々の行動に対応する時系列の組を前もって求めておき、これらをテンプレートとする。未知の行動が撮像されたとき、これの時系列の組に上記のテンプレート達をあてはめ、行動の長さや開始時刻のばらつきまで考慮して、行動の内容を判断する。

研究成果

• [文献書誌] Y.Manabe,M.Hattori,S.Tadokoro,T.Takamori: "Generation of home robots movement based on prediction of human actions" Proc.of Symposium on robotics and Cybernetics,CESA'96 IMACS multiconference. 1. 210-215 (1996)
• [文献書誌] M.Hattori et al.: "Robust stabilization of flexible structures using static output feedback" Proc.of the 2nd World Congress of Nonlinear Analysts. (掲載予定).
• [文献書誌] M.Teruya,M.Hattori S.Tadokoro,T.Takamori: "An analysis of BUNRAKU puppet actions for the generation of humanlike actions of home robot" Proc.of IROS'96 (IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems). 1. 44-51 (1996)
• [文献書誌] M.Hattori et al.: "A generalization of direct strain feedback control for a flexible structure with spatially varying parameters and a tip body" システム制御情報学会論文誌. 9巻・12号. 605-607 (1996)
• [文献書誌] 真部靖弘,服部元史,田所諭,高森年: "ペトリネットによる人間の行動パターンモデルと行動予測" 日本機械学会論文集C編. (掲載予定).
• [文献書誌] M Hattori et al.: "A note on the mathematical essence of the static output feedback control of flexible structures" Proc.of the 35th IEEE Conference on Decision and Control. 1. 2590-2593 (1996)