| 山本 純也 | M, 2回目発表 | ヒューマンロボティクス | 和田 隆広, 松原 崇充, 織田 泰彰, 劉 海龍 |
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title: Robot internal dynamical state presentation for efficient human-robot collaboration
abstract: Recently, human-robot collaboration has attracted much attention due to advances in robotics technology. One example of a cooperative task that involves physical interaction between a human and a robot is an object handover task. When two different agents perform a handover, communication is necessary to understand the intention of the other agent. However, it is difficult for humans to understand the intentions of an inorganic robot. Therefore, a lack of trust in the robot may cause humans to fumble, and a delay in cognition may cause objects to fall. Therefore, the purpose of this research is to solve the lack of trust in the robot and the delay in recognition on the part of the human, and realize a fast and accurate handover between human and robot. For this purpose, this paper proposes a method for tactile presentation of the robot's internal dynamical state to the human interaction arm. This method presents the mechanical impedance of the robot to the human forearm as a tightening force using a haptic device. The human has a phase of cognition between perception and action. Therefore, if the robot's current state is presented, the human will not be able to take action in time due to the delay in cognition, so the robot's future state is presented. Comparison experiments between no presentation, present presentation, and future presentation showed that the proposed method reduces the work time and improves the accuracy of the work. language of the presentation: Japanese 発表題目: 効率的な人間とロボットの協調のためのロボット内部力学状態提示 発表概要: 近年，ロボット技術の進歩により，人間とロボットの協調が注目を集めている．その中でも，人間とロボットの間に物理的なインタラクションが生じる例として，物体の受け渡しタスクがある．異なる2つのエージェント同士で受け渡しを行う場合，相手の意図を理解するためのコミュニケーションが必要である．しかし，無機質なロボットの意図を人間が理解することは困難である．そのため，ロボットに対する信頼の欠如により人間は探り探りになったり，認知の遅れにより物体落下を引き起こす可能性がある．そこで本研究は，ロボットに対する信頼の欠如や人間側の認知の遅れを解消し，高速かつ正確な人間とロボットの受け渡しを実現することを目的とする．そのために本稿では，ロボットの内部力学状態を人間のインタラクションアームへ触覚提示する手法を提案する．本手法は，ロボットの機械インピーダンスをハプティックデバイスを用いて人間の前腕部に締め付け力として提示する．ここで，人間は知覚してからアクションを行うまでに，認知を行うフェーズが存在する．よって，ロボットの現在の状態を提示しても，認知が遅れてアクションが間に合わなくなるため，未来の状態を提示する．提示無しと現在提示，未来提示で比較実験を行った結果，提案手法により作業時間の軽減および作業精度の向上が示唆される結果が得られた． | |||
| 藤江 謙伸 | M, 2回目発表 | ヒューマンロボティクス | 和田 隆広, 松原 崇充, 織田 泰彰, 劉 海龍 |
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title: Impedance-Tuned Haptic Shared Control for Underwater Robots Considering Sensor Confidence
abstract: In the control of underwater robots (UUV), there are many situations where autonomous control cannot cope with unknown disturbances in the underwater environment. Additionally, manual control by humans alone requires significant training and imposes a substantial workload. Therefore, the introduction of a cooperative control method called Haptic Shared Control (HSC) is expected to reduce the workload on humans and improve control performance in the control of underwater robots. However, when performing precision tasks such as object manipulation with sensor feedback underwater, the system cannot derive control inputs because sensor systems often lost their targets. Consequently, there is frequent switching between a state where the HSC system provides assistance and full manual control. This transition is expected to increase the operator's workload and decrease control precision. Therefore, in this research, we propose a novel HSC method that reflects sensing confidence in the mechanical impedance of the Haptic interface. Operators thereby understand the reliability of sensing, which can help them to perceive whether the human or the system have the priority on the control. We will implement the proposed method into an actual control of underwater robots and conduct control experiments in a test tank. Through the experiment, we will verify the effectiveness of our method comparing with a conventional cooperative control approach. language of the presentation: Japanese 発表題目: センサ信頼度を考慮した水中ロボットのためのインピーダンス調整型触力覚共有制御 発表概要: 水中ロボット（UUV）の制御において，水中での未知外乱などにより自律制御が対応できない場面が多く存在する．また，人間のみによる手動操縦には十分な訓練が必要であり，操縦に伴う作業負荷も大きい．そのため，水中ロボットの制御に協調制御手法の一つである触力覚共有制御（HSC）を導入することで，人間の作業負荷を軽減し，制御性能の向上が見込まれる．しかし，物体把持などの精密な作業をセンサフィードバックで行う場合，水中のセンサ精度の問題から，対象物を失いシステムの制御入力を計算できないことが頻発し，HSCシステムにおいて支援が得られる状態と完全手動制御が頻繁に切り替わる．この切り替わりによって，操縦者の作業負荷増加，制御精度の低下が想定される．そこで本研究では，センシング信頼度をHapticインターフェースの機械インピーダンスに反映させる新しいHSC手法を提案する．これにより，操縦者がセンシングの信頼性を理解でき，機械と人間どちらが主体的に操縦すべきか判断できるようになる．提案手法を実際の水中ロボットの操縦制御に導入し，実験水槽での操縦実験を実施する．実験により従来の協調制御手法と比較し，その有用性を検証する． | |||
| 藤木 宥江 | M, 2回目発表 | ヒューマンロボティクス | 和田 隆広, 松原 崇充, 織田 泰彰, 劉 海龍 |
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title: Investigation of the effect of gait entrainment phenomenon on the ease of walking of the guided person in a visually impaired person guidance task using a quadruped walking robot
abstract: There are many studies on replacing guide dogs, which are currently in short supply, with quadruped walking robots. However, most of these previous studies have focused on hardware development and route generation, and have focused on information presentation methods for guidance and ease of walking for the guided person. On the other hand, when a person receives sound or vibration input with a certain rhythm while walking, a phenomenon called entrainment may occur in which the walking cycle gradually synchronizes with the rhythm. Based on reports showing that the presence or absence of entrainment affects the ease of walking of pedestrians, in this study we intentionally create retraction in the gait between the guiding guide dog (or quadruped walking robot) and the person being guided. We hypothesized that this would enable the guided person to walk smoothly and present information in an easy-to-understand manner, and verified this using a pair of a quadruped robot and a visually impaired person. language of the presentation: Japanese 発表題目: 4足歩行ロボットを用いた視覚障碍者誘導タスクにおける歩調の引き込み現象が被誘導者の歩きやすさに及ぼす影響の調査 発表概要: 現在不足傾向にある盲導犬を4足歩行ロボットで代替する研究は多数存在する. ただし,これら先行研究はハード開発や経路生成に関するものが多く,誘導における情報提示手法や被誘導者の歩きやすさへの言及は少ない. 一方で,人は歩行運動中に一定リズムの音や振動入力を受けると,そのリズムに歩行周期が徐々に同期する引き込みと呼ばれる現象が発生することがある. この歩行運動における引き込みの有無が歩行者の歩きやすさ等に影響を及ぼすことを示す報告から,本研究では誘導を行う盲導犬(又は4足歩行ロボット)と被誘導者の間に歩調の引き込みを意図的に発生させることで,被誘導者のスムーズな歩行や分かりやすい情報提示が実現できるという仮説を立て,4足歩行ロボットと視覚障碍者のペアによる検証を行った. | |||