受動的福祉用具を必要な時に必要な場所へ！介護施設で搬送ロボットがもたらす自立支援

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• 批准号: 22KJ0234
• 负责人: DONG ZONGHAO
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0234/
• 关键词: 移動ロボット; 自立支援; センサー融合

本研究では，高齢者や障害を持つ人が介護サービスを受ける際に，人を介さず，ロボットを経由し，社会福祉や介護援助用具を必要な時に必要な場所へ届く革新的なロボットシステムを提案する．そのため，介護施設内でよく導入される受動的な搬送対象を着目し，どの様な種類の福祉用具でも一時に「ロボット化する」ことによって，ロボットが人間のように未知な対象物を搬送することができる自律移動搬送用ロボットの開発または制御システムを構築する.前年度は，介護施設向けの自律移動搬送ロボットを試作した．また，深層学習を用いて福祉用具の搬送を実現するための制御手法を提案した．試作したロボットハードウェアは，垂直方向の変形する能力を持ち，なおかつ搬送対象を瞬時にクランプできる把持機構も有した．さらに， RGB-Dカメラ及び３D LiDARで収集した福祉用具の画像及び三次元点群をニューラルネットワークに入力し，福祉用具の種類の認識、理想的な把持位置についてそれぞれの深層学習モデルを作成した．検証実験では，介護施設でよく導入しているホロノミック車輪型福祉用具を対象物にし，搬送実験を行なった．さらに，福祉用具への移乗や福祉用具使用開始時に生じる転倒リスクの低減を着目し，使用者の状態（位置，姿勢，運動などの情報）をRGB-Dカメラで把握できる状態認識システムを開発した．開発した状態認識システムは，使用者が最大6メートルの距離から最小0.5.メートルの距離まで人の状態認識・推定をすることができ，特に人が歩行車などの福祉用具を使う際に行なった立ち上がり動作の状態推定をリアルタイムで実行可能である．そのようなソフトウェアを搬送ロボットに実装することで，使用者がより安全かつ安心して福祉用具を使うことができ，介護士の負担軽減にも繋がる．

在这项研究中，我们将开发一种创新的机器人系统，当老年人和残疾人接受护理服务时，在不需要人类干预的情况下，通过机器人将社会福利和护理辅助物品送到需要的地方。建议。因此，我们将重点放在护理设施中经常引入的被动运输物体上，通过将任何类型的福利设备立即“机器人化”，机器人可以像人类一样运输未知的物体，开发一种自主移动运输工具。机器人或构建一个可以执行以下任务的控制系统。去年，我们为护理机构设计了一款自主移动运输机器人原型。我们还提出了一种利用深度学习来运输福利设备的控制方法。原型机器人硬件具有垂直方向变形的能力，并且还具有可以立即夹紧运输物体的抓取机构。此外，使用 RGB-D 相机和 3D LiDAR 收集的辅助设备图像和 3D 点云被输入神经网络，并为每种类型的辅助设备识别和理想抓握位置创建深度学习模型。在验证实验中，我们以护理机构中经常引入的完整轮式福利设备为对象进行了运输实验。此外，为了降低转移到或开始使用辅助设备时发生跌倒的风险，我们开发了一种状态识别系统，可以使用 RGB 来监控用户的状态（位置、姿势、运动等信息）。 -D 相机．．开发的状态识别系统允许用户识别和估计人的状态，从最大距离6米到最小距离0.5米，可以实时估计上升运动的状态。通过将此类软件应用到运输机器人中，用户可以更安全、安心地使用福利设备，同时也可以减轻护理人员的负担。

项目成果

ウォータールー大学ヒューマンセンタードロボティクス研究室(カナダ)

滑铁卢大学人类中心机器人实验室（加拿大）