カテゴリー: 研究内容

People mainly use the senses of sight and hearing to communicate with each other. There are many types of communication such as words, facial expression, Tone of voice and so on. It is also said that more than 60 percent of human communication is nonverbal communication.

For those reasons, we have focused on the elements of non-verbal communication especially Facial expression, Body movement, and Voice intonation. By combining these three types of information, it could be possible for a robot to estimate the internal state of the user and robot can response back properly.

 

The following poster explains the way to construct the approaching movement focused on the Personal Space of human.

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近年顕著になっている社会問題としての海岸漂着ゴミ問題に対し、ロボット・AI・IT技術を駆使して問題解決のための方策を開発しています。福岡県宗像市の世界遺産群周辺では定期的にボランティアの方々がゴミ拾い活動を実施しているものの、大きな漁具も漂着しており長距離を人力で運搬することは困難となっています。そこで、私たちが提案するのは、「人がゴミを拾い、ロボットが集積地まで運搬する」という人とロボットの協働です。また、収集後はゴミの種別解析やリサイクルを行うため、ゴミの画像や堆積量を管理するためのサービスも開発しています。海岸清掃を持続的に維持し、SDGsの目標達成に向け開発・活動をしています。

 

以下は大学構内をロボットが移動している動画です。障害物の判定などを行いながら、自律で移動しています。

①ショート版

②ロング版

近年、医療分野で微細な作業を正確に行える技術が求められています。例えば、再生医療などに代表されるような細胞単位での医療が行われています。こうした細胞医療、再生医療の分野の技術は、大手製薬会社や大学・研究機関で基礎研究のステージにあります。このような研究を行う際には、細胞操作は不可欠な作業といえます。しかし、現在のマニピュレータでは顕微鏡からの視覚情報と、再現性の低い力覚のフィードバックで操作を行うため、作業には高い技術が必要とされています。このような中、現在では微細作業の効率化と再現性の高さを実現できるようなシステムの開発が強く求められています。

一方で、バーチャルリアリティ技術やハプティックデバイスの開発により、我々はハプティックデバイスを介して、コンピュータのディスプレイ上に存在する仮想物体に触れる感覚を模擬する事が可能となりました。このような技術を応用し、力覚情報を利用しての顕微操作、外科手術シミュレーション、遠隔操作、設計支援等における効率化や操作性・再現性の向上が期待されています。

ハプティックとは「触覚」を意味しており、ハプティックデバイスは、コンピュータの仮想モデルの触覚・力覚情報を、ユーザーに提供する装置を指します。

 

そこで本研究では、微細作業の効率化を見据えた顕微鏡とマニピュレータによる視覚と力覚の複合的感覚システムの開発を目的とし、ハプティックデバイスの開発と視覚支援のシミュレーションの開発を行っています。

本システムの構成は以下の図のようになっています。力覚提示部としてハプティックデバイスと制御用マイコンがあり、メインコンピューターを用いて試料変形シミュレーション、ハプティックデバイスのパラメータ指示を行っています。また、パラメータは顕微鏡画像を用いた物性値の測定から求めています。

以下の動画から研究の様子をご覧頂けます。

①　実画像シミュレーションを用いたイクラの力覚再現

 

②　試料変形シミュレーションを用いたイクラの力覚再現

近年、電子技術の発達により、電子楽器は著しい進歩を遂げています。しかし、生のピアノの演奏と比較すると、再生される機器によって、音質や臨場感といった面で劣るのが現状です。一方、開発した自動ピアノで演奏を行う場合、曲に表現をつけるためには、音の強さ、長さ、テンポなどを音符ごとに編集を加えなければなりません。たとえ短い曲でも、楽譜内の音符の数は１０００個以上存在し、それらに１つ１つ編集を加えるには膨大な時間と労力が必要となります。そこで、本研究では、より効率的に曲の編集を行えるように、演奏情報の可視化、楽典に関する知識や編集者の演奏特徴などを編集者に教示できる、PC上での演奏情報編集支援システムの開発を目指しています。

ユーザは開発している編集ソフトを用いて編集を行います。このとき、あらかじめデータベースに格納した音楽的知識やユーザ固有の音楽的特徴を用いた自動変換機能により編集作業の低減をはかります。近年では、抽出した演奏特徴を格納するPreference DataBaseを作成するシステムの開発を行っています。

・開発した自動ピアノの演奏をお聴きいただけます！(長さは編集してあります)

「熱情」第一楽章

「熱情」第二楽章

「悲愴」第一楽章

「悲愴」第二楽章

「月光」第一楽章

「月光」第二楽章

ロボット市場の拡大に伴いロボットの活躍する場が飛躍的に増大しており、産業用ロボットだけでなくサービスロボットの開発が行われています。サービスロボットには、業務用・医療用・家庭用といったロボットが挙げられ、知的行動の高度化や器用さの開発、ユーザの親和性が求められています。

 

そこで本研究ではユーザの親和性に着目しました。ユーザの親和性を実現させるためにロボットに求められる機能は、ユーザを飽きさせない、ユーザが親近感を抱く、ユーザに癒しを与えるといったものが挙げられます。本研究では、実生活においてこれらの事柄を満たす「犬」や「猫」といった動物に注目し、ロボットに動物の「意識・行動・表情」を与えることが出来れば、ユーザの親和性を実現できるのではないかと考えました。

 

conbe-Ⅰの実際の動きの様子を以下の動画からご覧になれます。予め好きなものと設定されている緑のボールの接近ではロボットは喜び、アームでボールを掴みに行きますが、予め嫌いなものと設定されている青のボールの接近ではロボットは嫌がり、アームはボールから逃げようとします。.

 

昨年度参加したトマトロボット競技会第2回大会では、見事優勝致しました。そちらの大会の様子を以下の動画からご覧になれます。