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ホーム手すりの上を移動する道案内ロボット
SDGsの分類
研究テーマ
IT・IoT・AI・ロボティクス
学科の分類
ロボティクス&デザイン工学部ロボット工学科

手すりの上を移動する道案内ロボット

ロボティクス&デザイン工学部

ロボット工学科

生活支援ロボットシステム研究室

廣井富 准教授

共同研究者

伊藤彰則
ロボット道案内人追従

 本コミュニケーションロボットの特徴は、手すりの上を移動することである。ケータイや地図が読めない方でも問題なく、音声とジェスチャで指示してくれる。さらに人はロボットの手を握って誘導される。この時、ロボットの腕が伸び縮み可能なシステムを構築した。これにより、人の歩行速度に応じた無理のない道案内が可能である。本研究室でアルゴリズムを開発した「測域センサを用いた人検出システム」を応用しており、複数人が存在する環境内においても対象者を見失うことがなく、動作可能である。また、ロボットと案内される人の対話が破綻している場合等にオペレータが介入可能である。その介入頻度を簡易に制御可能であり、オペレータの負荷を軽減することが可能である。

新規性・優位性

  1. 手すり上に設置可能(歩行の邪魔にならない)
  2. 腕が伸び縮みする(距離が離れても被案内者の手を離さず誘導可能)
  3. 音声とジェスチャにより誘導
  4. 最高移動速度2m/s で人の平均歩行速度よりも速く移動可能
  5. ロボットに対してオペレータが介入する頻度を簡易に制御

活用例

  • 大規模な病院
  • 福祉介護施設
  • ショッピングモール
  • オリンピックの様な大規模イベント

実用化に向けた課題

病院や住宅メーカ等と連携した実環境における評価

迷っている人を案内中
複数台の手すりの上を移動する道案内ロボット

論文

「A Pedestrian Avoidance Method Considering Personal Space for a Guide Robot 」(2019)YutakaHiroi『Robotics』8p.21 pages.

「Realization of a Robot System That Plays “Darumasan-Ga-Koronda ” Game with Humans」(2019)YutakaHiroi『Robotics』8p.15 pages.

「Cluster-based approach to discriminate the user’s state whether a user is embarrassed or thinking to an answer to a prompt」(2017)YuyaChiba『Journal on Multimodal User Interfaces』11p.185-196.

特許

特願2017-37648

研究者INFO: ロボティクス&デザイン工学部 ロボット工学科 生活支援ロボットシステム研究室 廣井富 准教授

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組み込みシステムの実現に必要なプロセッサにおけるカスタマイズ機能の検討と実現

マイコンを組み込んだ機器を作成する際に、OSを用いるか用いないかは大きな問題である。ここでOSを用いる動機として、ハードウエアリソースの管理や通信、プロセス管理などがある。そこで、これらの機能を限定的にハードウエアで実装することによりシンプルで効率的な組み込みシステムの実現が可能であると考える。この考えを基に、これまでFPGA上に小さなマイコンを複数実装して、プロセス管理をハードウエアで実現するシステムを提案してきた。しかしソフトウエア開発環境が無いため実用的ではない。そこで、mrubyと呼ばれる組み込みマイコン向けの小型VM(Virtual Machine)をハードウエア化することにより、これらの解決ができると考えて研究を行っている。

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エッジAIで高精度画像認識

組み込み市場では,運用コストやセキュリティー,リアルタイム性などの問題から,エッジ(端末側)で単独処理できる「エッジAI」が期待されている.その実現方法であるFPGAによるエッジAIは根強いニーズがありながら,デバイスが高価格,実装が難しいという問題点があった.そこで,我々は,低価格のデバイスをターゲットにし,推論アルゴリズムを解析することで,効率よくアクセラレートする回路をFPGAで実装,処理を最適化することで,低消費電力で高速な推論処理を実現している.

鎌倉 良成

シミュレーションによる半導体デバイスの解析・設計支援技術

[概要] コンピュータシミュレーションを用いて、半導体素子の特性を解析する研究を行っています。ナノ~マイクロメートルスケールにおける電子や原子、あるいは熱の挙動を独自開発した粒子シミュレータで高精度に予測し、より高性能で信頼性の高い半導体素子設計に役立てることを目指しています。

西口 敏司

深層学習を用いた物体領域推定のための学習データの生成支援

深層学習を用いたセグメンテーションのための学習では,物体が写っている画像を物体毎に数百枚から数千枚用意し,画像に写っている物体の輪郭情報を人手でアノテーションする必要があり,労力やコストがかかるという問題がある.一方,RGB-Dカメラは各画素に対応する距離に関する情報も同時に獲得できるカメラである.本研究では,深層学習を用いた物体領域推定(セグメンテーション)のための学習に必要な物体の輪郭情報をRGB-Dカメラを用いて人手によらずに高速に獲得する手法を開発した.

荒木 英夫

匂い検出を目的とした半導体ガスセンサシステム

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鎌倉 快之

トモグラフィー画像の3次元可視化プログラムの作成

X線CTやMRIなどで撮影したトモグラフィー像(断層画像)の中から,注目領域だけを検出したり,立体構造を想像することは容易ではありません.画像処理技術や手法の応用により,注目領域のセグメンテーションとラベリング,立体構造の再構成を行い,三次元可視化するためのソフトウェアの開発に取り組んでいます.

外波 弘之

フェノールポリマーの合成とその機能性評価

 近年,酵素触媒をプラスチックなどのポリマー合成に利用する方法が注目されている.これは酵素触媒の有する次のような特徴を活用しよ うというものである.1,高い触媒活性 2,基質特異性 3,生分解性 4,穏和な条件下で機能.本研究では,このような酵素触媒の特徴を活かし,主として西洋ワサビ由来のペルオキシダーゼ(HRP)を触媒としてフェノール類を重合させる.生成するフェノールポリマーについて,抗酸化性などの機能性評価を行う.

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