PDFファイル 3E3 「仮想・拡張現実感」

The 28th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2014

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PopArm

：

会議

拡張

遠隔指差

ッ

開発

PopArm: Development of the remote pointing robotic arm expanding videoconferencing

大西

裕也

中

一晶

中西

英之

Yuya Onishi Kazuaki Tanaka Hideyuki Nakanishi

*1

大阪大学大学院

学研究科

知能

機能創

学専攻

Department of Adaptive Machine Systems, Osaka University

*2

科学技術振興機構

CREST

CREST, Japan Science and Technology Agency

To indicate the remote space, method using a teleoperated robot is suggested. However, the robotic gesture has a risk that reality that it was done by a real person is reduced. In this study, we developed remote pointing system which remote instructor's arm seems to pop out from the video. By using this system, we got a suggestion that participant feel instruction act as was done by remote per son, even if a gesture that is reproduced by the robot.

1.

めに

遠隔地コ ン い ，遠隔 人 動 示

一般的 方法 会議 あ ． ，映像 た

指差 指示行為 ，対話相手 指 い 分

くい いう問題 あ ．遠隔地 空間 指示 た ，遠

隔操作 ッ 用い 方法 案さ い [Kuzuoka 00]．

， ッ ，本物 人間 行わ た

いう 恐 あ ． 々 操作者 映像

腕 飛び出 た う 見え 遠隔指差 案

．

指示行為 支援 様々 研究

案さ た．初期 技術 映像 用い

[Tang 90]，[Tang 91]，[Ishii 92]， 近 ，DOVE [Ou 03], VideoArms [Tang 06], C-Slate [Izadi 07] 映像

使用 た 案 さ た．ClearBoard 板 挟 向

い合 い 状況 設定 ，そ 画面 視線

や 指 示 遠 隔 地 共 有 方 法[Ishii 92] 案 さ た ． VideoArms ， ペン 映像 組 合わ 接触跡

追加 ッ 可能 た[Tang 06]． た，Remote Lag

いう手法 映 像 実物や人 手 隠 見

え く う状況 緩和 [Yamashita 11]，高さ 表現

付加 ， 解釈 改善 示さ た

[Genest 12]． た，指示棒 影 投影 遠隔地間 机

指示 共有 投影映像 用い 方法 案さ た[渡辺

20]． ， 方法 指示行為 面的 あ ， 次

元的 対象 指 示 た． 次元 的 指示行

為 行う方法 ，自 動 回 可能 ッ 遠

隔操作 ，そ ッ 搭載 た ン 指示 方

法 案さ い [Kuzuoka 00]． ，

，本物 人間 行わ た いう い 懸

念さ ．

た， 会議 い 遠隔地 人 等身大映像 ，

ン 相手 対面 い 感覚 度合い[1]

強化 効果 あ 報告さ い [Prussog 94]． た， 前後移動 生 運動視差[Nakanishi 08]や，対

話相手 前後移動 同期 た 移動

ン 強化さ 分 い

[Nakanishi 09]．そ ，握手 う 共有触覚感覚

ン 強化 わ い [Nakanishi 14]．

本 研 究 ， 会 議 ッ 付 た

PopArm 開発 た 図1 ．PopArm ， 映像 同期

ッ 画面 移動 回転 ，指示行為

次元的 行う ．さ ，遠隔地 い 肘

先 ッ 置 換え 画面 飛び出 い

う ン ， ッ 本

物 人間 行わ た いう 生

ン 向 期待さ ．

連絡先：中西英之, 大阪大学大学院 学研究科 知能 機能

創 学専攻, [email protected]

3E3-4in

The 28th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2014

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2. PopArm

構造

PopArm ， 映像 表示 た ，

腕 動 同期 移動 回転 ッ あ

．対話相手 映像 等身大 表示 ，そ

直動 置決 装置 設置 図2 ．そ

置決 装置 ，肘 先 ッ 板

接 さ い ． ッ 根本 回転 機構 備

え い ． 置決 装置 ッ 回転機構 ，映

像内 対話相手 腕 動 合わ ッ

表示面 移動 回転 ．そ 際，画面 飛び出

い 部分 長さ 変化 た ，伸縮機構 ッ

長さ 調整 図 3 ． ，ワ 巻 装置

引く 伸縮さ 機構 あ ，ワ 目立た い う

板 ふち 沿わ う ．対話相手 腕 動

ン ッ ン 得 ．映像 ッ

境界面 先 腕 映像 不要 あ た ，

合 等 映像合 消去 図 4 ．消去 た部分

映像 ，予 用意 た背景 映像 埋 ．次節 説明

通 ， 装置 行え 指示行為 右方向 あ ，

置決 装置 二軸 ， 方向 指示行為 可

能 ．

3.

実験

3.1 PopArm

指差

方法

本研究 開発 た PopArm 可能 指示行為 図 6 示

．(a) 肘回転中心：腕 回転 中心 肘 映像 ッ

境界 あ ，映像 ッ 動 同期 見

い．(b) 行移動：対話相手 映像 ッ 同期

行移動 ． (c) 肩回転中心：腕 回転 中心 肩 対

話相手側 あ ，対話相手 腕 動 合わ ッ

画面 移動 回転 ．そ 回転 映像 飛び

出 い ッ 長さ 変化 ．

々 先行研究 ，対話相手 前後移動 同期 た

前後移動 ン 強化

分 い [Nakanishi 09]． 以 仮説 立 た．

仮説1 映像 ッ 同期 見 い肘回転中心

比較 ，同期 見 行移動や肩回転中心

指示行為 ン 強化 ．

た，肩回転中心 行移動 比 腕 回転 再現

， 映像 同期 感 ，

仮説2 映像 同 期 最 見 肩回転中 心 本物 人

間 行わ た いう 向 ．

以 仮説 検証 た ，本研究 ， 会議

行い 会話 途中 指差 対象 変え いう 設

定 た．

3.2

実験環境

実験環境 図5 示 ．図5 a 示 う ，

ッ 直動機構 設置 ．操作者側 被験

者側 両方 ， あ ，音声通話 用い

遠隔地間 会話 行う ．被験者側

，50 ン ワ 画面 枠 付 ，

部 遮 た． 操作者 胸部

映像 送信さ ， 表示さ ．

図3 ッ 回転 伸縮機構

図2 ッ 直動機構

図4 映像合成 よ 腕の消去

(a) 直動機構 概略 (b) 直動機構

(c) 装置 設置後 様子

(a) 回転機構 概略

(b) 伸縮機構 概略

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表示さ 操作者 顔 縦 長さ 22cm う 調節

た．操作者 同 部屋 い 感覚 増 た ，操作者 服

ッ 袖 同 服 統一 ， 枠 操作

者側 背景 色 合わ 白く た． ，操作者側

背景 同 色 あ 白い布 覆い，

部分 隠 う た． 隙間

あ く ， ッ ン 出 い 意識

さ う た． 被験者側 画面 方向 音声

聞 え う ， 後 設置 た．

3.3

実験結果および考察

実験 被験者内実験 た．各条件 5人 被験者

実験後 ン 回答 い，そ ン 評価 用

い 比較 た． ン 7段階 ッ 尺度 用いた．

1 全くあ い，2 あ い，3 ややあ

い，4 ち いえ い，5 ややあ ，6 あ

，7 非常 くあ ， 対応さ た． ン

い ，各条件 比較 た結果 図 7 示 ．棒

均値 ， 標準誤差 表 ．

相手 話 い 感 関 項目 ，各条件間 有意差

見 た 肘回転中心条件 他 条件 高い評

価 得た．映像 ッ 同期 一致 不十分 あ

た ン た 原因

挙 ．腕 関 項目 肘回転中心条

件 行移動条件 比 高い評価 た． ち 行移

動条件 い 映像 ッ 同期 一致 不十分

あ た 原因 挙 ． ，肩回転中心条件

肘回転中心条件 高い評価 た． 映像 ッ

同期 わ 肩回転中心 い結果 た． た，

相手 あ た い 側 空間 指さ い 項目 関 肘回

転中心 他 条件 比 い評価 た． ッ

動 大 さ 影響 た 考え ． ， ッ

本物 人間 行わ た いう ，映像

ッ 同期 ッ 動 ッ さ 影響

い 考え ．

4.

おわりに

本研究 ，遠隔地 い 対話相手 腕 映像 飛び出

た う 見 え 遠 隔 指 差 用 ッ あ

PopArm 開発 た．対話相手 ， PopArm 遠隔

地 空間 次元的 指差 ． ， ッ

本物 人間 行わ た いう

生 ，映像 ッ 同期 動 ッ さ

，対話相手 ン 向

期待 ． 後， 仮説 明 た 実験

いく予定 あ ．

腕の ェ チャ 相手の手の

動 感 ．

1 2 3 4 5 6 7

相 手 あ の い 側 の 空 間

を指さ い 感 ．

肩回転 中心

肘回転 中心 平行移 動

図7 アンケー 結果

図5 実験環境

120

115

170

(a) 実験室側 (b) 操作者側

77

°

64 22

37

107

(a) 肘回転中心 (b)平行移動 (c)肩回転中心

Figure 6. Difference of

motions of robot arm

図6 ロボッ アームの指差 方法

実 際 同 部 屋 の 中 相 手

The 28th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2014

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謝辞

本研究 ，JST CREST 人 存在 伝 携帯型遠隔操

作 ン 研究開発 研究領域：共生社会 向 た人間

調和型情報技術 構築 支援 た．

参考文献

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[渡辺00] 渡辺貴文， 杉繁， 輪敬之: 異 空間 指

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