人と知能化空間のインタラクションとその観測に基づくサービス設計法の導出

基于人与智能空间交互的服务设计方法推导与观察

• 批准号: 07J04846
• 负责人: 新妻 実保子
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J04846/
• 关键词: 空間知能化; 空間メモリ; 人間の活動観測; 分散配置センサ; ヒューマン・システムインタラクション; ヒューマンインタフェース; スマート環境; RFIDタグ; ユビキタス環境; 知能化空間; 人の活動内容の観測; Inteigent Space; 行動認識

知能化空間における人と環境(場所やモノ)とのインタラクションを観測し,「人がある場所やモノをどのような目的で使用しているのか」を示す人に対する「場所やモノに対する意味づけ」を推定することにより,人の活動内容に応じた柔軟にサービス設計を実現しようとするものである.場所やモノの機能や意味づけを設計者が一意的に紐付けてしまうことは,実際にサービスを提供されるコンテキストと紐付け内容(サービス)との不一致を引き起こし,知能化空間にとって根本的な問題となる.本研究はこれを解決するものである.場所やモノヘの意味づけを推定するためには人の活動履歴を獲得する必要かおる.本研究では,"Spatial-Knowledge-Tag(SKT)"と名づけた仮想的なタグを用いて,実空間内の3次元座標と情報とを紐付け,人の活動履歴を実空間へ記述する「空間メモリ」を使用する.空間メモリシステムは,利用者が自らの手先や胴体の位置を用いて実空間における情報の蓄積と取り出しを実現するものであり,従来のコンピュータに比べて直感的かつ瞬時な情報の取り扱いが実現する.そのため,SKTは空間内に配置された利用者にとって活動を遂行するうえで必要な情報とみなすことができ,またその配置の構成は利用者の活動目的や情報整理のポリシーの現れであると考えることができる.すなわち,利用者によって主体的に作成されたSKTはその利用者の活動履歴そのものであるといえる,これより,利用者がある環境を使用する中で作成されたSKTを(事前知識を用いずに)分類すること,人の活動内容を表現する表現形式を検討する(パラメータを選定する)こと,分類されたSKTの構成と表現形式に基づいて活動内容を記述すること,活動内容による場所とモノの意味づけを推定(マッピング)することが課題となる.空間メモリを用いた活動内容の記述において,観測される活動は空間メモリを用いている場合のみであるというける問題点あつた.人の活動は,空間と人,人と物の動的な相互作用とみることができることから,物を観測対象として含めることによって,記述対象を広げ,かつ記述精度を向上させることにつながると考えられる.人とモノの動的な関係を記述するため,いつ(when),だれが(who),なにを(what),どこで(where),どのように(how)使用したか,という人とモノの物理的なインタラクションに着目し,モノ情報として記述するシステムを構築した.物理的インタラクションの発生を検出するため,人の手とモノに3軸加速度センサを有するアクティブ型RFIDタグを取り付けた.操作者を特定することにより,(when,who,what)が取得される.それぞれのモノの位置を計測することは困難であるため,人の手の位置を観測し,モノの操作者が特定されたときモノの位置として与える手法を提案した(where).そして,人の手には慣性センサを取りつけ,腕の加速度や姿勢を計測し,モノの使用動作とした,これをクラスタリングすることにより,主要な使用動作パタンを抽出する(how),という手順で4W1Hとしてのモノ情報の獲得を実現した.

通过观察人们与环境（地点或事物）之间的互动，并在智能空间中估算一个地点或事物的含义，以显示“使用一个地方或事物的人是什么目的？”，我们试图根据人活动的内容灵活地设计服务。独特地链接一个地点或事物的功能和含义会导致实际提供服务的上下文与链接内容（服务）之间的差异，并且是智能空间的基本问题。这项研究解决了这一点。为了估算一个地方或事物的含义，有必要获得一个人活动的历史。在这项研究中，我们使用一个名为“空间知识标签（SKT）”的虚拟标签。英语：这样，我们使用“空间内存”，将实际空间中的三维坐标与信息联系起来，并描述人们在真实空间中活动的历史。空间内存系统允许用户使用自己的手和身体位置在实际空间中积累和检索信息，并且与传统计算机相比，信息可以直观而瞬时地处理信息。因此，可以将SKT视为空间中所需的用户进行活动所必需的信息，并且安排的安排可以被视为用户活动和信息安排政策的目的的体现。换句话说，由用户独立创建的SKT是用户的活动历史记录本身，因此，可以对在某个环境中创建的SKT进行分类（而没有先验知识）。 ，挑战是考虑表达一个人的活动内容（选择参数）的表达格式，根据分类SKT的结构和表达格式描述活动内容，并估算（映射）基于活动内容的位置和事物的含义。在使用空间内存来描述活动内容时，只有在使用空间内存时才进行观察到的活动。由于人类活动可以看作是空间与人与人与事物之间的动态互动，因此人们认为，通过将对象作为观测值包括在内，它将扩大对象并提高描述的准确性。当（何时），谁（WHO），什么（什么），在哪里），如何使用（如何）来描述人们与事物之间的动态关系，重点关注人与对象之间的物理互动，我们建立了一个将它们描述为对象信息的系统。为了检测物理相互作用的发生，将带有三轴加速传感器的主动RFID标签附加到人的手和物体上。通过识别操作员（何时，谁，什么）。由于很难测量每个对象的位置，因此我们提出了一种观察人手的位置并在识别对象的操作员时将其作为对象的位置的方法。然后，将惯性传感器连接到人的手上，测量手臂的加速度和姿势，并使用对象并聚类对象的操作，从而提取主要用法运动模式（How）。

项目成果

知能化空間における物と物の関係の抽出

智能空间中物体之间关系的提取

• 发表时间: 2008
• 作者: Toshiyuki Nakagaki;Makoto Iima;Tetsuo Ueda;Yasumasa Nishiura;Tetsu Saigusa;Atsushi Tero;Ryo Kobayashi;Kenneth Showalter;横井一樹
• 通讯作者: 横井一樹

知能化空間における人と物の相互作用に基づく物の位置検出

智能空间中基于人物交互的物体位置检测

• 发表时间: 2007
• 作者: Toshiyuki Nakagaki;Makoto Iima;Tetsuo Ueda;Yasumasa Nishiura;Tetsu Saigusa;Atsushi Tero;Ryo Kobayashi;Kenneth Showalter;横井一樹;Mihoko Niitsuma;Shaohua ZHENG;川路 浩平
• 通讯作者: 川路 浩平

物のプロパティの記述のための加速度に基づく人間の動作の分類

基于加速度的人体运动分类，用于描述物体属性

• 发表时间: 2007
• 作者: Toshiyuki Nakagaki;Makoto Iima;Tetsuo Ueda;Yasumasa Nishiura;Tetsu Saigusa;Atsushi Tero;Ryo Kobayashi;Kenneth Showalter;横井一樹;Mihoko Niitsuma;Shaohua ZHENG;川路 浩平;川路 浩平
• 通讯作者: 川路 浩平

Space Simulator for Evaluation of Sensor Arrangements-Modeling of Sensors and Building of Environment by using Computer Graphics

用于评估传感器布置的空间模拟器-利用计算机图形学进行传感器建模和环境构建

• 发表时间: 2008
• 作者: Toshiyuki Nakagaki;Makoto Iima;Tetsuo Ueda;Yasumasa Nishiura;Tetsu Saigusa;Atsushi Tero;Ryo Kobayashi;Kenneth Showalter;横井一樹;Mihoko Niitsuma;Shaohua ZHENG
• 通讯作者: Shaohua ZHENG