Creation of Human-Robot Coordination Control based on Observation and Insight

基于观察和洞察的人机协调控制的创建

• 批准号: 19H01130
• 负责人: 菅野 重樹
• 金额: $ 28.2万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H01130/
• 关键词: 人間共存ロボット

(Ａ)不快感と力学的作用を考慮した人間への能受動接触技術の開発：　人間が、ロボットからの働きかけを受ける際に受ける不快感を最小化するために、ロボットの柔軟な身体を実現するための、インフレータブル構造について調査を行った。(Ｂ)人間の行動センシングに基づく観測および洞察手法の開発：　人間の振る舞いから、筋力や神経系の疾患の有無などの運動能力を、さらに、視線や頭部の向きなどと統合して行動の予測を行う手法について検討した。モーションキャプチャによる計測データから、身体の動作を推定し、さらにそこから心理状態を推定する手法の構築を進めた。(Ｃ)機械学習に基づく反応行動の反復的評価と適応技術の開発：　ロボット(人間)の行動に対する人間(ロボット)の反応行動の反復的評価と適応技術を深化させた。実際の作業データから得られた内界・外界情報を効果的に記憶するデータベース化技術を構築し、そのデータベースと新しく得られた経験から、ロボットの動作パラメータの調整是非および調整の度合いを算出するアルゴリズムを開発した。体験の強度と頻度をパラメータとした動作学習の安定化手法を導入した。実機ロボットに実装し評価を行った結果、行動に伴って適切な行動が選択されることが確認できた。(Ｄ)システム統合と統合実証実験：　Ｂで開発した人間の観測・洞察モデルをベースに行動決定を行い、Ａで開発した接触をはじめとする働きかけを行う統合実験を実施した。２０２１年度と同様に、人間とロボットが混在して活動空間を共有する環境について、各種アルゴリズムの検証を行った。これまでに、効率安全面に関しては十分な評価が得られたため、長期的インタラクション実験に基づく社会受容性について評価した結果、接近や接触が不可欠な状況においては、人はそれらを許容する傾向にあることが示唆された。

(A) 考虑不适和机械效应的人类被动接触技术的开发：实现灵活的机器人身体，以最大限度地减少人类在接受机器人动作时所经历的不适。为此我们研究了充气结构。 （B）开发基于人类行为感知的观察和洞察方法：从人类行为出发，我们将肌肉力量和神经系统疾病是否存在等运动技能与凝视和头部方向相结合，以改善行为。预测。我们开发了一种方法，可以根据通过动作捕捉获得的测量数据来估计身体运动，并由此进一步估计心理状态。 （三）基于机器学习的反应行为迭代评估与适应技术发展：深化了人（机器人）反应行为对机器人（人）行为的迭代评估与适应技术。建立数据库技术，有效存储从实际工作数据中获得的内部和外部世界信息，并使用该数据库和新获得的经验来计算是否应调整机器人的操作参数以及应调整多少。我们引入了一种使用体验的强度和频率作为参数来稳定运动学习的方法。在真实机器人上实施和评估该系统的结果表明，可以根据行为选择适当的行为。 （D）系统集成和集成演示实验：我们进行了一个集成实验，其中基于B中开发的人类观察和洞察模型做出行为决策，并做出A中开发的接触等动作。与 2021 年一样，针对人类和机器人共存并共享活动空间的环境验证了各种算法。到目前为止，在效率和安全性方面已经获得了足够的评估，并且基于长期交互实验评估社会可接受性的结果表明，人们在必要的情况下倾向于容忍接近和触摸。有人建议说。

项目成果

Error-Tolerant Robot Navigation with Sequential Inducement Based on Intent Conveyance from Robot to Human and Its Achievement

基于机器人到人类意图传递的顺序诱导容错机器人导航及其实现

• DOI: 10.1007/s12369-023-00965-7
• 发表时间: 2023
• 期刊: International Journal of Social Robotics
• 影响因子: 4.7
• 作者: Mitsuhiro Kamezaki;Kono Ryosuke;Ayano Kobayashi;Hayato Yanagawa;Tomoya Onishi;Yusuke Tsuburaya;Moondeep Shrestha;and Shigeki Sugano
• 通讯作者: and Shigeki Sugano

Experimental derivation of the optimum and suitable range in sideways views for digging and releasing in unmanned construction

无人施工中挖掘和释放最佳侧视范围的实验推导

• DOI: 10.1299/transjsme.19-00066
• 发表时间: 2019
• 期刊: Transactions of the JSME (in Japanese)
• 作者: Ryuya Sato;Mitsuhiro Kamezaki;Satoshi Niuchi;Shigeki Sugano;Hiroyasu Iwata;佐藤隆哉，亀﨑允啓，山田充，橋本毅，菅野重樹，岩田浩康
• 通讯作者: 佐藤隆哉，亀﨑允啓，山田充，橋本毅，菅野重樹，岩田浩康

Pitch-Up Motion Mechanism With Heat Welding by Soft Inflatable Growing Robot

软体充气种植机器人热焊接俯仰运动机构

• DOI: 10.1109/lra.2022.3153724
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEEE Robotics and Automation Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: Satake Yuki;Ishii Hiroyuki
• 通讯作者: Ishii Hiroyuki

3-Axis Force Estimation of a Soft Skin Sensor using Permanent Magnetic Elastomer (PME) Sheet with Strong Remanence

• DOI: 10.1109/aim52237.2022.9863376
• 发表时间: 2022-07
• 期刊: 2022 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM)
• 作者: Yushi Wang;Mitsuhiro Kamezaki;Qichen Wang;H. Sakamoto;S. Sugano

Implementation of Intrinsic Safety Function on A Collaborative Robot with Series Clutch Actuators by Adjustable Torque Limiters

可调扭矩限制器在串联离合器执行器协作机器人上实现本质安全功能

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuchen Yang;Alexander Schmitz;Yuta Kage;Muhammad Arifin;Shigeki Sugano
• 通讯作者: Shigeki Sugano