2016 Fiscal Year Research-status Report
身体的引込動作により遠隔者とのかかわりを実感させる遠隔会議用インタフェース
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16K00274
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
伊藤 照明 徳島大学, 大学院理工学研究部, 准教授 (90284306)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ヒューマンインタフェース / コミュニケーションロボット / かかわり / 身体的引き込み / 運動強調ディスプレイ / ロボットアーム / ジェスチャ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遠隔映像と音声通信を取り入れた遠隔コミュニケーション支援技術が実用化され多くの人に利用されている。その一方で、その場の雰囲気や話者の存在感が伝わらない，相手とのかかわり合いを感じないという問題が指摘されており、解決案のアイデアが提案されている。首の動きを模倣した動作をタブレット端末に行わせるロボットなどの出現で、遠隔者の存在感を示すアイデアが提案され、従来とは異なる新しい遠隔会議システムが報告されている。しかし，遠隔会議における相手あるいはその分身として目の前にいるロボットとの“かかわり”を感じる場を提供する技術については、まだ実装には至っていない。こうした未解決の技術に対する解決案を見出すために、本研究では，物理的にディスプレイを動かす運動強調ディスプレイに着目している。これは、動いている物体の物体座標系にディスプレイの動きを同期させることで映像内の動きを強調した臨場感創出法で、映像だけでは伝わらない臨場感の提示効果が報告されている。この運動強調ディスプレイのアイデアを応用し、“かかわり”を実感させることが本研究の目標である。すなわち、情報端末として使用する際には操作者との心理的な距離を考慮した配置を行うことで、タブレット端末との“かかわり”を実感させる機能（課題T2）を提案する。また遠隔会議端末として使用する際には、遠隔者の動作や会話に応じて遠隔者の映像を示すタブレット端末の位置（課題T3）と動き（課題T4）を制御し、遠隔者に対する身体的引き込み現象を生じさせることで、遠隔者との“かかわり”を実感させる機能を提案する。そこで本研究では、タブレット端末に物理的な動きを付与するロボットアームとタブレット端末を統合した遠隔会議システム用プロトタイプARM-COMSを試作（課題T1）し、動作計測実験を通じてその制御法を研究し、上記の機能の実装を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度は３次元動作計測システムの導入および課題T1のハードウエア開発を中心とした実施計画である。計画に従って本助成により３次元計測システムを導入し、計測実験装置環境を構築した。さらに、ARM-COMS制御プログラムの開発・評価のための実験データ計測環境を整備した。また、課題T1においては、予備研究として作製したコンセプト試作機を見直すところから始めた。そのため、決定論的設計手法に基づき，ARM-COMSロボットアーム装置の設計仕様を再度詳細に検討し，試作機のメカニズム設計およびハードウエア作製・動作確認までを行った。また、ARM-COMS試作機のメカニズムを制御するソフトウエアプログラム仕様検討、センサー・アクチュエータの実装、回路構成部品の設計・実装、試作機にインストールした。その結果、人の動きを用いたARM-COMS制御システムを構築した。
ARM-COMSシステムに目標とするような自律的な動作を実装するには、ロボットアームそのものが十分な動作を行うことができる制御法の確立が大きな意味を持つ。ARM-COMSで制御のトリガーとなる身体動作は首である。しかし、評価用という観点からは首の動きでは小さな動きの表現となる。そこで、本研究ではロボットアーム動作に着目し、ハンドジェスチャを模倣した動きを行うプログラムを開発し、その評価を行うこととした。つまり、手の動きによるハンドジェスチャを参照データとして使用し、ロボットアームをジェスチャに追従させる試験装置を用いて、ロボットアームによるハンドジェスチャの表現力を見ることとした。その結果、ハンドジェスチャを認識するトラッキングセンサから得られるアルタイムデータを用いて、同様の動きを模倣することができた。また、磁気センサを用いた動作解析を行った結果、ロボットアームの動きを定量的に評価することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
計測実験装置環境およびARM-COMS制御プログラムの開発・評価のための実験データ計測環境が整備できたことから、平成29年度は、課題T3及び課題T4で掲げている引き込み動作に基づくタブレット端末の動作制御法開発に取り組む。課題T4では、遠隔会議用の通信機器としてタブレットを用いる際に、タブレット端末に遠隔者が乗り移っているような動きをタブレット端末で表現するための機能である。そのため、身体的引き込み動作用のアルゴリズムの開発に取り組む。そして、頭部動作のデータをリアルタイムで取得し、タブレットの動きをそれに連動させることで本機能を実装する。平成28年度はロボットアームの精度をみるために、ロボットアームによるハンドジェスチャの表現力によって評価を行った。平成29年では、被験者の頭部動作をトリガーとして、ARM-COMSを制御する。その際に、まず磁気センサ、ジャイロセンサ、加速度センサなどを組み合わせて正確な動作制御を行う。しかし、実際の運用では身体的に物体を装着することは好ましくない。そこで、USBカメラからの画像をトリガーとして被験者の動作を取得し、そのデータをリアルタイムに用いることでARM-COMSを制御する仕組みを構築する。さらに、遠隔会議用途で用いることが前提となることから、通信用サーバを介したネットワーク通信によるARM-COMS制御に取り組み予定である。
また課題T3では、遠隔者間との身体的引き込み動作を実感する動きを加えることで、遠隔者との“かかわり”の場を提供する制御方式を明らかにする。これは、課題T4で実装するARM-COMS制御方式を応用し、遠隔会議における遠隔者のアバターとしての制御ではなく、RM-COMSがローカルな相手との自律的な動作として実装する機能である。
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Research Products
(7 results)
