盲導犬ロボットの開発

keywords.jpg自律移動ロボット,インターフェース(I/F),盲導犬(人間医工学) 

三枝 省三 

SHOZO SAEGUSA

division.jpg工学研究院 新産業創出・教育部門(VBLオフィス)

position.jpg教授

研究概要

研究の背景

視覚障害者への盲導犬充足率は10%程度と非常に低い.そこで視覚障害者支援の一手段として,我々は盲導犬ロボットの開発を進めている.盲導犬の役割の中でも特に「使用者に優しい誘導」を可能にする機能の開発が非常に重要であると考えており,本研究では,使用者のペースに合わせた先導を行う機能を開発した。
また、病院、空港、ホテルなどのガイドを便利にできないかというニーズに適応できないかという発想で、共通使用可能なI/Fを開発した。

研究内容

使用者(同伴者)のペースに合わせた先導を屋内環境で実現するため,以下の2つのアルゴリズムを開発した.一つは壁から歩行方向を検出して走行する手法(最前端探索方式),もう一つは同伴者位置の検出手法(ツインクラスタトレース方式)である.ここで同伴者にとって先導される先は未知であるという想定から,同伴者が先導ロボットを追い越すことは無いものとしている.

成果

壁上の検出点の中で最も前側にある検出点を両側壁の代表点として扱い,廊下中央からのずれを計算する.これを最前端探索方式と呼称することにした。これにより複数の障害物が存在する廊下でも走行可能であることを示した、またツインクラスタトレース方式と命名した計算負荷の少ない同伴者追跡手法を開発した.

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

サービスロボットとして活用可能と考えている。ホテル/病院/空港のターミナルで、ユーザーを目的の部屋/場所などへ誘導することも可能である。また、音声認識・マップシステムの導入やさらにスマートな移動機構の開発は今後の課題である。

本研究の特徴・優位性

自立移動ロボット方式の提案。そして、人とロボットのインターフェースに着眼した。
1.センサーひとつで、障害物とユーザの歩調を読み取るセンサー活用方法を有している。
2.同伴者(ユーザ)検出には人の特徴を考慮し、外乱に強い方法となっている。
3.ユーザの歩調に合わせた制御で人に優しいインターフェースコンセプトを実現している。

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特願2009-207580(ロボット、制御プログラム、 及び記録媒体)、Microsystem Technologies Vol. 17 No.5-7, (2010) ,pp 1169-1174, DOI: 10.1007/s00542-010-1219-1 / Best track award of ISPS2010 of ASME

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