2020 Fiscal Year Research-status Report
Interactive Functional Design with Flow Precomputation
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20K19845
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
謝 浩然 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 講師 (40789898)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ユーザインタフェース / 深層学習 / 事前計算 / デザイン支援 / ソフトロボティクス / ロボットアーム / 生成モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，データ駆動型設計インタフェースの技術開発を実現するともに，デジタルファブリケーション技術を利用した生体模倣ロボットの開発を目指している．そこで，事前計算や機械学習モデルによる計算プロセスの高効率化に着目し，設計支援の技術基盤の構築を狙っている．本年度は，これらの研究目標を達成するために，デザイン支援インタフェースの開発及び機能的な生体模倣ロボットの実現という2つの研究トッピクスに取り組んだ．具体的な内容として以下のように記載する．
デザイン支援インタフェースの開発には，主に深層学習を代表とするデータ駆動型手法を用いた設計インタフェースを提案してきた．まず，３Dモデルの法線マップをより精確に推測するため表面曲率を考慮した条件付き敵対的生成ネットワークを提案した．また，画像の大域特徴と局所特徴を分析し，混合ガウスモデルを利用した変分オートエンコーダの生成モデルを提案した．また，これらの研究成果に基づいて，深度生成モデルを用いた人物顔スケッチ支援システムのインタフェースを開発した．
機能的な生体模倣ロボットの実現には，人間の手を模倣したウエアラブルロボットアームを開発した．提案デバイスは，３Dプリンタによるデジタルファブリケーションを用いて収納型デバイスである．本研究成果はITmedia NEWSに報道された．まだ，ソフトロボットの開発を実施してきた．バルーンを用いて誰でも簡単に作られるソフトアクチュエータを開発した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は当初の計画以上に進展している．当初は，初年度がモーションキャプチャによるモーションデータの収集，次年度以降は設計ユーザインタフェースと生体模倣ロボットの実現と計画していた．本年度は，深層学習手法を用いたデータ駆動型手法を提案していたので，手間がかかるデータ収集を避けた．また本年度は，インタフェースとロボット開発には大きな進捗を取れたので計画以上に進展していると評価した．研究業績としては，国際学術誌1件，国際会議発表10件，招待講演4件，受賞9件が得られた．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の課題としては，複雑流体に着目した設計ユーザインタフェースの構築がまだ残っている．来年度は，本年度の研究成果に基づいて，複雑流体の特徴構造を分析し，条件付き敵対的生成ネットワークを用いて設計インタフェースの開発に重点的に取り込む．その後は，生体模倣ロボットの研究成果の展開や制作支援におけるデザインインタフェースの開発を視野に入れている．
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| Causes of Carryover |
計画当初では，国際会議発表のため旅費を計上したが，新型コロナウイルスのため国際会議がオンライン開催となり，旅費が発生しなかった．また，当初は３Dプリンタを購入する予定であったが，所属大学が所有している３Dプリンタで十分に使用できることが分かったため，購入を見送った．逆に，深層学習マシンが必要になったため，次年度への繰越金については，新型のグラフィックボードの購入に用いる予定である．
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Research Products
(18 results)
