2021 Fiscal Year Research-status Report
Realization of a Life Support Robot that Plays and Interacts with Children through Dynamic Physical Contact
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20K04389
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
廣井 富 大阪工業大学, ロボティクス&デザイン工学部, 准教授 (80405927)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ロボティクス / ヒューマン・ロボットインタラクション / 遊びロボット / 生活支援 / 子ども |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，少子化や一人っ子の増加の影響により，子どもの運動能力の低下が指摘されている．本研究の目的は，ロボットと子どもが共に走る状態で，ロボットが子どもに“タッチする”ことが可能な「子どもと遊ぶ生活支援ロボット」を実現することである．これが実現すると，人に対して，より安全・安心に振る舞うロボットが開発出来る．本ロボット開発には，「ルールが簡潔」かつ「役割が明確化」されている“鬼ごっこ”を開発モデルとして取り扱う．本開発モデルを用いることで，ロボットの特性評価を効率的に行うことが可能となる．
本研究では，以下の2点に重点を置き，ロボット開発実現を達成する．
1. 高速に移動する人を追従することが可能なロボットシステムの開発
2. “タッチする”ことが可能な「子どもと遊ぶ生活支援ロボット」の開発
昨年度は，COVID-19の対応のため，ロボットの実機の開発を一時中断していたが，開発を再開し，実機実験を行った．人への追従は，“鬼ごっこ”のようにプレイヤである人が急停止した際に，鬼役であるロボットが人に衝突する危険性がある．そこで，「人に衝突しない安全な追従走行の実現」において，従来の人への後方からの追従ではなく，人の横方向へ追従し，追い越す手法の開発を行った手法を実機で検証した．これについては，「Applied Sciences誌」に掲載された．また，複数人へ人の追跡手法を拡張することを提案し，これについては「第39回日本ロボット学会学術講演会」で成果発表した．
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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
従来の人への後方からの追従は，“鬼ごっこ”のようにプレイヤである人が急停止した際に，鬼役であるロボットが人に衝突する危険性がある．そこで，開発目標である「人に衝突しない安全な追従走行の実現」において，従来の人への後方からの追従ではなく，人の横方向へ追従し，追い越す手法（離脱手法）の開発を行い，目的は達成した．
また，COVID-19への対応のため，実機製作を一時停止していたが，開発を再開した．実機実験を行い，その成果は論文となった．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究において未解決の問題は，
2. “タッチする”ことが可能な「子どもと遊ぶ生活支援ロボット」の開発
である．これを実現するために，「高安全タッチ用アームの開発」と「人へのタッチ方法を実現」がある．後者に対しては，すでに，従来手法である人の後方からの人への追従ではなく，人の横方向へ追従し，追い越す手法（離脱手法）の開発を行った，実機で検証済である．そこで，本手法に沿った横方向から安全にタッチが可能なアームの開発を目指す．アームは，衝撃力軽減のため，軽量であることが望ましい．そこで，3Dプリンタ等を用いアームを製作することで1本あたり，300gを目指す．先に述べた追従，離脱手法と合わせることで人へのタッチが安全に遂行可能か検証する．パラメータは，人の痛覚耐性の許容範囲以下になるように設定する．これによりロボットも人も動いた状態におけるタッチが実現可能になる．
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| Causes of Carryover |
（理由）
COVID-19の影響で，学会がオンラインとなり，旅費が生じなかったため．センサが半導体不足の影響で購入できなかったため．
（使用計画）
ロボットの実機製作が完了していないため，その開発費，および国内，国際学会発表等に用いる．
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