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2012 年度 実績報告書

人のマルチモーダルな動作リズムを用いた人・ロボット協調作業

研究課題

研究課題/領域番号 12J01136
研究機関筑波大学

研究代表者

米倉 健太  筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 特別研究員(DC1)

キーワードヒューマノイドロボット / マルチモーダル / 協調作業
研究概要

【人の全身姿勢からヒューマノイドロボットの全身姿勢を入力するインタフェースの開発】
人によく似た姿形を持つ二足歩行ヒューマノイドロボットは,現在,人が使用している環境に特別な手を加えることなく人の代替として導入できることから,人と協調作業を行うロボットとして適している.しかし二足歩行ヒューマノイドロボットは,その自由度の高さから,安定した全身動作を作成することが困難であった.そこで,簡便なモーションキャプチャシステムであるKinectから得られたユーザーの全身姿勢をキーポーズに変換して,ロボットの動作作成支援アプリケーションChoreonoidに入力可能とすることで,専門的な知識や特殊なツールを使わずとも二足歩行ヒューマノイドロボットの全身動作を作成可能とするシステムを開発した.これは,提案書の年次計画で3年目に行うことを予定していたロボットの動作生成の一部に相当する.
【人とロボットの物理協調におけるロボットからのマルチモーダルなリズム提示が与える影響の調査】
これまでの研究から,人と人の協調作業中に,実験者から被験者に対してマルチモーダルなリズムの提示を行う実験をした際,被験者に視覚によるリズム提示をすると協調のスコアが有為に低下したという知見を踏まえ,人とロボットが協調する際も,ロボットから協調相手への視覚によるリズム提示は人との協調を悪化させる可能性があるという仮説を立てた,この仮説を裏付けるため,人・ロボット協調大縄回し実験システムを構築し,視覚的・聴覚的なリズム提示の有無における人とロボットの協調スコアを目標のリズムと実際の縄回しリズムとの角速度の誤差で評価した.実験の結果,仮説を裏付ける結論が得られた.これは,1年目に行うことを予定していた人の動作リズム抽出の一部に相当する.

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

交付申請書の「研究の目的」で示した,人・ロボット協調方策の一般化のため,協調時に人の動作リズムとロボットのそれを同期させるために,ロボットが人の視覚・聴覚・力覚といったモダリティにリズムを提示した場合の効果について検証を行い,そこで得られた知見を学会で発表できていること。また,実際に協調させるロボットの動作を作成するためのアプリケーションも開発し,実際のロボットで作成した動作の安定性を検証しており,その成果を学会で発表できていることから,研究はおおむね順調に進展していると言える.

今後の研究の推進方策

これまでの研究で,人・ロボット協調作業時におけるマルチモーダルなリズムが人に与える効果が明らかにした.そこで今後は,一般的な人・ロボット協調作業をしている時の人の側のマルチモーダルな動作を,ロボットに搭載されたセンサにより検出し,そこで得られた人の関節角度や発した音,検出された力などといった多変量の時系列データを解析し,人の動作リズムを認識するアルゴリズムを開発する.さらに,ロボットの動作リズムを認識された人の動作リズムと同期させることで,人のマルチモーダルな動作リズムを用いた人・ロボット協調作業を実現し,交付申請書で示した,人・ロボット協調方策の一般化を行う.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2012

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 人・ロボット間の物理協調において動作リズムを視覚情報により提示する効果の解析2012

    • 著者名/発表者名
      米倉健太, 金天海, 横井一仁, 中臺一博, 辻野広司
    • 学会等名
      第13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
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2012-12-18
  • [学会発表] Whole-body Motion Input Method for Bipedal Humanoid Robot with Support Leg Detection2012

    • 著者名/発表者名
      K.Yonekura, S. Nakaoka, and K. Yokoi
    • 学会等名
      12th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
    • 発表場所
      大阪産業創造館
    • 年月日
      2012-12-01
  • [学会発表] 人の全身姿勢からヒューマノイドの全身姿勢を入力するインタフェースの開発(その3)2012

    • 著者名/発表者名
      米倉健太, 中岡慎一郎, 横井一仁
    • 学会等名
      日本ロボット学会第30回記念学術講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2012-09-20

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公開日: 2014-07-16  

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