2014 Fiscal Year Research-status Report

誤認識を利用した音声操作型環境制御装置：Bio-remoteの提案と障害者支援

Research Project

Project/Area Number	26330226
Research Institution	Ibaraki University
Principal Investigator	芝軒太郎茨城大学, 工学部, 助教 (70711290)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	辻敏夫広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90179995) 陳隆明神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20437495) 大塚彰県立広島大学, 保健福祉学部, 教授 (50280194)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	環境制御装置 / モジュール化 / プラットフォーム / インタフェース / 操作支援 / 筋電位
Outline of Annual Research Achievements	平成26年度は，重度肢体不自由者のための環境制御装置：bio-remoteシステムのモジュール化およびbio-remoteシステムを応用した作業支援について検討を行った．まずOpenRTMを利用し，bio-remoteを機能ごとにモジュール化することで使用者個々に合わせて柔軟にシステムの再構築や機能変更・追加が可能な環境制御装置を開発した．Bio-remoteは操作者から筋電位や脳波などの生体信号を計測・特徴抽出し，計測信号の特徴から操作者の意図を識別してその結果に応じた制御命令を赤外線信号として送信することで多種多様な機器を操作可能である．提案システムでは，１．計測・特徴抽出部，２．操作意図識別部，３．コマンド制御部，４．赤外線送信部および５．操作画面描画部において各モジュールの入出力を明確にしてプラットフォーム化することで，専門家でなくとも簡便にシステムの構築を可能とした．また，日常生活での利用を想定した評価を行うための評価空間を構築し，上腕切断者を対象とした機器制御実験を行い，提案システムを用いて自在に家電機器を操作できることを示した［日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2014］．次に，bio-remoteシステムを応用し，特殊な環境下で作業を行うためのgloveboxシステムの操作支援を実現した．提案システムはボックス内にマニピュレータを搭載しており，グローブのみでは困難な作業を支援できる．使用者は筋電位信号を用いてbio-remoteの操作画面を操作し，glovebox内外の環境およびマニピュレータを自在に制御できる．これにより使用者がグローブを着脱することなく，様々な機能を実行可能とした［Handbook of Research on Advancements in Robotics and Mechatronics, Chapter 3］．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason １．環境制御装置：Bio-remoteシステムを機能ごとにモジュール化することで，使用者個々に合わせて柔軟にシステムの再構築や機能変更・追加を可能とした点２．Bio-remoteシステムを応用し，特殊な環境下で作業を行うためのglobeboxの操作支援を実現した点
Strategy for Future Research Activity	使用者の生活環境をモデル化して精度良いパターン識別を実現するとともに，使用履歴から使用者の行動を予測可能なモデルを構築し，操作支援を行う．また，bio-remoteの音声操作方式について検討を進めるとともに，構音障害者を含む被験者を増加して実験を行う．このとき，実生活を模擬したスペースを利用することでシステムの実使用を想定した評価を行う．そして肢体不自由者の自立支援のため，仮想インピーダンス壁を利用した衝突回避機構を有する移動型ロボットについて検討を行う予定である．
Causes of Carryover	Bio-remoteシステムのモジュール化およびbio-remoteシステムを利用した操作支援について大幅な進展があり，平成26年度はそのシステム構築および上肢切断者を対象とした実生活を模擬した実験を行い，物品等を安価に購入できたため．
Expenditure Plan for Carryover Budget	Bio-remoteの音声操作方式についてアルゴリズムの構築に必要な機器の購入および構音障害者を対象とした実験を行うための環境の整備に使用する．