| 研究課題/領域番号 |
15K00364
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| 研究機関 | 東北工業大学 |
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研究代表者 |
藤田 豊己 東北工業大学, 工学部, 教授 (90293141)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | ロボット視覚 / 注視機能 / 関心領域 / 他者動作認識 / 視線計測 |
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| 研究実績の概要 |
ロボットは複数台で互いに協調しながら様々な作業を遂行していくことが期待されている. そのためには,ロボットは,相手を観察して暗黙的に相手の行動や意図を理解する必要がある. そこで，効率的な情報獲得のために，人間が有するような視覚的注視機能の実現を目指す．そして，その機能により注視領域パターンを検出し,それらの時間的変化から動作要素を抽出することで動作認識を可能とすることを目指す.
これらの注視機能と動作認識の実装と評価のために,心理物理実験により計測された人間の注視特性を利用する．そこで，平成27年度は，実験用ロボットシステムを整備し，人間の注視特性を計測するための視線計測実験を行った．具体的には，観察対象となるロボット動作の映像を記録し，その映像を被験者が観察したときの視線計測実験を行った．次に注視計測の結果から,一定時間停留した領域を関心領域として抽出した，動画像内での特徴領域(主にロボット，対象物など)をラベルル化し,その領域との位置的な対応より関心領域と定義したラベルの連続的な位置との相対的な位置的類似性を求めた. その結果，対象物やロボットの間の注視を繰り返すことや，予測に伴う「先読み」による関心領域の移動があることがわかった．
さらに，ロボットによる関心領域検出の機能の実現のため，FASTと呼ばれる画像特徴量の検出に基づき，画像処理により注視点を検出することを試みた．今後さらに手法を発展させていくことでロボットの有効な注視機能を実現していくことが期待できる．この機能は動的環境認識のために極めて重要となる．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初計画より遅れが生じた理由として，第一に視線計測実験システムの不備があった．当初，従来使用していた計測システムを用いたが，被験者がヘッドマウントを装着し，顎を固定する必要があったため，映像の観察が長時間になるとヘッドマウントがずれてしまい，計測される視線位置が不正確になる問題が生じた．また，被験者への負担が大きく，疲労回復のため最低でも数日のインターバルが必要であったため，実験回数に限界があった．さらに，キャリブレーションにも時間を要するシステムであったため，非常に使用勝手が悪く，効率的にデータを計測することができなかった．これらの問題を解決するため，新たな視線計測装置を購入し，それによる実験システムの構築を試みているが，その装置の実装にも時間を有しておりまだ十分な計測データを得るには至っていない．
第二に，実験で用いるロボットの整備に手間取った．制御システムの不具合が見つかり代替品に交換する必要があり，ロボット動作させるまでに時間を要した．また，ロボット動作制御が十分でなく，見直しが必要になった．そのため，動画像記録するのに予想以上に時間がかかった．
その一方，ロボットの注視機能実現のための計算機による注視モデル構築は，次年度以降の計画であったが，前倒しで開始した．カメラ画像からの画像処理システムの環境が整ったためである．
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| 今後の研究の推進方策 |
視線計測データの解析や動作系列の抽出のためにはさらに計測実験をすすめていく必要がある．そのため，新たなシステムを早急に整備し，計測実験を継続し，計測データの蓄積につとめる．これは研究室の学生に担当してもらうことで並行に進めることができる．そして，解析ソフトウェアを用いて動作学習データを順次生成していく．
それとともに，注視モデルも画像特徴量に基づき構築を進めていく．モデルから生成された注視データと計測実験によるデータの比較を随時おこなっていくとことで時間の効率化がはかれるとともに，妥当性の評価も可能となると考えられる．
もともと，平成27年度の計画はかなりボリュームがあったが，それ以降は比較的余裕があった．当該年度は他の研究プロジェクトにも関わっていたため，本研究に十分時間を費やすことが難しかったが，次年度以降は本研究に取り組むための時間を大幅に増やすことができる．可能な限り研究時間を確保して推進していけば，以上の内容を平成28年度内で遂行することは可能であり，そうすればその後は当初の計画通り進むと見込んでいる．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初購入予定であった視線計測システムと同方式でより安価な装置が見つかったため，その製品を購入した．一方，ロボットに搭載するビジョンシステムのために高速カメラシステムを準備する必要があった．それに伴い，解析用のコンピュータ等も必要となり，それらの製品を購入をした．また，研究の進捗に遅れが生じたため，研究成果発表が満足にできず，旅費も見込みより少額となった．
以上の結果，当該年度分に残額が生じた．また，次年度は実験システムの整備が継続的に必要となり，研究発表の回数も増やす予定である．そのため，その分を次年度使用額とした．
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| 次年度使用額の使用計画 |
もともと，次年度分の助成金額は直接経費400,000円であり，当該年度よりかなりの減額になる．そのため，システム整備のための物品費や研究発表旅費を次年度使用額の分で補いたいと考えている．
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