移動ロボットの安全・安心を評価する情報構造化環境

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26330304
• Research Institution: Fukuoka Institute of Technology
• Principal Investigator: 木室 義彦 福岡工業大学, 情報工学部, 教授 (30205009)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 家永 貴史 福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (00393439)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 計測システム / センシング情報処理 / 環境情報構造化 / GIS

Outline of Annual Research Achievements

操作する機械に対する安全性や安心感は，それが動作する環境で大きく異なる．車いすロボットと搭乗者を取り巻く２重の構造化環境を構築することで，安全・安心を与える情報構造化環境の構成要件を明らかにしようとしている．
今年度の計画では，先ず，サブテーマ毎の手法の精度評価を行うこととしていた．特に，昨年度に明らかになった課題，すなわち，搭乗者に身体的な負荷を与えないという要件を重視した非接触式視線計測装置の精度検証を主に行った．また，３つのサブテーマから，それぞれ２つを組み合わせる３つの実験計画を立案し，「構造化環境およびロボットの安全性」，「人の操作による安全性」と観測される「搭乗者の心的ストレス」との関係を実験的に求めることとしていたが，上の精度評価を勘案し，サブテーマ間で実施する実験環境を，実空間およびシーン画像投影型の仮想空間の２種類を用意するとして，情報構造化環境の構築を進めた．実験に用いる車いすロボットの動作特性の計測も，この２つの環境で行っている．現在，情報構造化環境が安全・安心に与える影響を明らかにすべく，３つの実験計画を順次実施している段階である．
安全・安心感に関係する搭乗者の不安感については，これに影響を与える要因として，「搭乗者」，「ロボット」，「走行環境」の３つおよびそれぞれの相互作用に着目することとし，搭乗者（被験者）に与える心的ストレスは，車いすロボットシミュレータなる仮想空間で与えようとしている．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

今年度までの計画では，３つのサブテーマ，（１）GISを用いた交通環境との関係，（２）自動車運転での安全技術との差異，（３）搭乗者の生体情報と人間の行動決定，に係る情報構造化環境を構築し，この情報構造化環境内で車いすロボットを動作させ，各サブテーマ毎に搭乗者とロボットの振る舞いを計測するとしていた．研究実績の概要にも述べたように，おおむね順調に進展している．ただし，追加導入したセンサヘッド一体型の生体計測センサの置き換え，およびドライブシミュレータ環境と同等の電動車いすの導入により，この部分の整備が当初計画から若干遅れているため，ここでは，「やや遅れている」という達成度とした．
先ず，２つの情報構造化環境の構築については，各サブテーマ間のデータ，また，将来的には，異なる型のロボットとの比較が可能なように設計する必要があったため，サブテーマ毎の手法の精度評価を行った．昨年度に明らかになった課題，すなわち，採用した視線計測装置が固定モニタの注視位置を計測するものであったため，任意の３次元空間の点を注視した場合の精度検証を行い，実験に大きな影響を与えないことを確認した．また，搭乗者の手動操作I/Fについては，操作者の予想する自然な動きとのズレに対する個人差が大きく，サブテーマ（３）の搭乗者のストレス計測において，別途，被験者データの正規化が必要となると予想されている．
３つのサブテーマから，それぞれ２つを組み合わせる３つの実験計画を立案し，「構造化環境およびロボットの安全性」，「人の操作による安全性」と観測される「搭乗者の心的ストレス」との関係を実験的に求めることについては，上の精度評価を勘案し，サブテーマ間で実施する実験環境を，実空間およびシーン画像投影型の仮想空間の２種類を用意するとして，情報構造化環境の構築を進めた．

Strategy for Future Research Activity

当初の計画通り，３つのサブテーマについて準備した情報構造化環境を結合し，サブテーマを組み合せた実験計画を立案，システムの計測精度を考慮して，それぞれの実験計画を順次実施し，情報構造化環境が安全・安心に影響を与えると思われる実験データを収集していく．「現在までの進捗状況」の項で若干の遅れがあると述べたが，センサヘッド一体型センサの使用と，実機とシミュレータとを並行した実験を行うことで，研究計画に大きな変更が生じないようにする予定である．

Causes of Carryover

H26年度末に示した次年度予算使用計画に基づき，筋電センサヘッドの追加購入および実験用電動車いすの追加購入を進めたが，製品のバージョンアップにより，それぞれのリリース時期が大きく変動したため，納期の早いセンサヘッドは，大学定常予算で支出することとし，電動車いすが主たる支出対象となった．この電動車いすの発注と納品は，H27年度中に行われたが，支出は，H28年度となった．VRS-GPSについては，実験時の利用実態を見直し，年度途中で月毎の契約パッケージを変更したため，若干の経費削減となった．

Expenditure Plan for Carryover Budget

実験環境およびロボット周辺の機材整備のために，電子部品，機械部品を購入すると共に，被験者を徴し，本学の生命倫理審査規定を遵守しながら，実験を進める．