| 研究課題/領域番号 |
18K13252
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| 研究機関 | 八戸工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
細川 靖 八戸工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50270195)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 北限の海女技術伝承 / 計測システム / 潜水可視化 / 直感的学習システム / バーチャルリアリティ / 技術教育 / モーションキャプチャ / ヒューマンインタフェース・インタラクション |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、潜水と採取の海女のウニ漁モーションキャプチャを実現すること。多数の海底画像から小袖海岸の詳細な３次元地形データを生成し、海女の視線カメラ画像を用いVR空間の現実感向上を行うことである。
令和２年度は新型コロナウイルス感染症対策のため外出や他県からの出張など、人の動きが制限された。このため、システムの体験学習のイベントの実施や、潜水調査、評価のための訪問調査などが中止となり、実施できなくなった。これにより、予定していた潜水調査が実施できなかった。
そこで、研究の実施可能性を検討して、研究計画から実施可能なことを進めることにした。そこで令和２年度は３年目の段階として、仮想体験システム一式を学習者が装着できるようウェアラブル化を検討し試作実装を行った。トラッキングセンサのバッテリと動作速度問題が明らかになったが、これにより手の動作のトラッキングの低コスト化と無線化の可能性が確認できた。また、海女のモーションキャプチャデータを基に、学習者の腕動作と頭部の向きに基づいて動作入力が無い部位の自然な動作の推定と適用を行う手法の提案を行った。腕の動作に足の動作を同期させて、入力の無い脚動作に対し自然な表現となるような工夫をして、システムのVR現実感向上を行った。これにより、潜水動作を可視化する閲覧システムを基に発展させて、海女のウニ漁の潜水動作と学習者自身の動作をVR空間内で可視化することで、海女の潜水動作学習を可能とする基盤の試作と実装を行った。
また、これらの研究成果の一部については、オンラインで行われた芸術科学会のNICOGRAPH 2020と2020年度電気関係学会東北支部連合大会にて、論文発表や口頭発表を行った。
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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
令和２年度は新型コロナウイルス感染症対策のため人の動きが制限された。このため、システムの体験学習のイベントの実施や、潜水調査、評価のための訪問調査などが中止となり、実施できなくなった。これにより、予定していた潜水撮影調査・出前授業などが実施できなかった。そこで、実施可能な研究を検討し、令和２年度は仮想体験システム一式を学習者が装着できるようウェアラブル化の検討と試作実装を行った。現在使用しているトラッキングセンサ「Colibri」を、同様に6軸センサを内蔵している小型デバイス「M5StickC」で代替するためのプログラムを試作し、統合開発環境「Processing」を用いたモデル表示や、その性能の評価を行った。これにより手の動作のトラッキングの低コスト化と無線化の可能性が確認できた。
また、海女のモーションキャプチャデータを基に、腕の動作に足の動作を同期させて、入力の無い動作に対し自然な表現となるような工夫をして、システムのVR現実感向上を行った。現在の仮想体験システムでは入力が無い頭部と腕以外の部位がモーション無しのまま固定されており、共同体験の際に相手アバタが不自然な見た目で表示される問題が発生していた。そのため、学習者の腕動作と頭部の向きに基づいて動作入力が無い部位の自然な動作の推定と適用を行う手法の提案を行った。アバタ仰俯角と腕動作について線形補間やパターンマッチングを行うことで動作入力が無い部位の自然な動作の推定と適用を行い、アバタの自然な水中姿勢を実現することができた。これにより、海女のウニ漁の潜水動作と学習者自身の動作をVR空間内で可視化することで、海女の潜水動作学習を可能とするシステム基盤の試作と実装ができた。
前年度撮影できなかった海中撮影については、今後再度撮影を行う予定である。以上のことから当初の計画よりも若干遅れが発生していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究最終年度である令和3年度は、当初計画に前年度達成できなかった撮影調査を加えて研究を進める予定である。具体的には、海女の潜水動作マルチアングル海中モーションキャプチャと小袖海岸海中３次元計測を実施する。海女の視線映像であるヘッドマウントビューの海中撮影も実施する。次に海底の３次元計測では検証実験の結果を基に、撮影ダイバーと打ち合わせして安定した撮影移動方法移動を実現して、データ精度の向上を図る。また、生成したデータが膨大なので、仮想空間適用を目的としてデータ削減を行う。海女の動作学習ウェアラブルシステム試作のためのセンサを検討したので、具体的な実装を行う。またウェアラブル化のHMDを検討し評価する。これらの成果を基にシステムウェアラブル化を実現する。現在、海女のウニ漁の潜水動作と学習者自身の動作をVR空間内で可視化する準備を進めているので、直感的な海女の潜水動作学習システムに進展させる予定である。また、出前授業の実施が可能な場合には、海女仮想体験学習システムを用いた出前授業などによる海女の技術伝承に取り組みたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
令和２年度は新型コロナウイルス感染症対策のため外出や他県からの出張など、人の動きが制限された。このため、システムの体験学習のイベントの実施や、潜水調査、評価のための訪問調査などが中止となり、実施できなくなった。これにより、予定していた潜水撮影調査・小学校などでの出前授業などが実施できなかった。
そのため、小袖海岸の３次元データが生成出来ず、次年度に再度海中撮影を実施する必要が生じた。また、出前授業などもできなかった。これらを実施するには研究費不足となるため、研究予定を変更した。そこで次年度使用額が発生した。最終年度に再度海中撮影や出前授業などをするための物品や経費として使用する予定である。
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