日本開發出機器人遠程協同作業系統 「Fusion」

在通過協同作業傳達技能和知識方面，配合身體信息的有效溝通至關重要。正如我們常說的 「站在對方的立場上思考問題」 一樣，要想與對方產生共鳴和理解對方，必須從他人的視點出發。在日常交流中，除正常的語言交流外還伴隨著肢體語言等身體動作。另外，在包含身體動作的技能學習等場景中，培訓員會直接移動調整學員的四肢位置和姿勢，引導學員做動作。但如果不在同一場所，身在別處的其他人所看到的對象和身體動作的信息就會減少，因此溝通交流和協同作業會變得更加困難。

為解決上述問題，日本的東京大學、慶應義塾大學、科學技術振興機構著眼於與身在別處的他人共享視點，聯合開發了遠程協同作業系統 「Fusion」，根據身體的動作情況，共設想了 Directed（直接協同作業）、Enforced（指示動作）和Induced（引導動作）三種情況。

此前也有一些通過共享多人的視點來支援遠程協同作業的研究。比如，利用可穿戴式全方位相機再現他人的視點，共享其他地方景色的研究，以及利用混合現實（MR）技術，提供非語言線索進行交流的研究等。不過，這類系統雖然方法簡便，但不適合有身體動作的遠程協同作業。另外，還有為同步多人的身體動作而使用肌電刺激（EMG）的技能學習，但尚不適合有動作軌跡的運動。此次的研究針對目前存在的這些制約，開發出了具備可移動性和直觀操作性的遠程協同作業系統。

該系統能像演雙簧一樣通過可穿戴機器人系統形成伴隨身體信息的交流，讓操作者和佩戴者幾乎從同一視點共享空間。操作方和佩戴方的系統構成各不相同（圖1）。操作者佩戴頭戴式顯示器（HMD）訪問佩戴者。佩戴者身上佩戴的背包式系統配備3個自由度的機器人頭和6個自由度的人形機器人手臂。手臂頂端的機械手還可以拆卸，換成其他的配件。

圖1：系統構成

背包式系統利用電池驅動，方便移動，在室外也能使用（圖2）。該系統可藉助身體進行Directed、Enforced 和 Induced 三種類型的交流。Directed 能利用機械手進行協同作業。Enforced 通過將配件更換成腕帶，能移動佩戴者的指尖位置和姿勢。Induced 通過用機器人手臂拉拽佩戴者，可引導其向目標方向前進。

今後預定利用該系統提高遠程協同作業的性能及開發技能學習平台。

本項研究成果在2018年8月12日於加拿大溫哥華舉行的國際學會 「SIGGRAPH 2018」上發表。

圖2：室外使用示例

文 JST客觀日本編輯部

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