日本开发出机器人远程协同操作系统Fusion

在通过协同作业传达技能和知识方面，配合身体信息的有效沟通至关重要。正如我们常说的 “站在对方的立场上思考问题” 一样，要想与对方产生共鸣和理解对方，必须从他人的视点出发。在日常交流中，除正常的语言交流外还伴随着肢体语言等身体动作。另外，在包含身体动作的技能学习等场景中，培训员会直接移动调整学员的四肢位置和姿势，引导学员做动作。但如果不在同一场所，身在别处的其他人所看到的对象和身体动作的信息就会减少，因此沟通交流和协同作业会变得更加困难。

为解决上述问题，日本的东京大学、庆应义塾大学、科学技术振兴机构着眼于与身在别处的他人共享视点，联合开发了远程协同操作系统 “Fusion”，根据身体的动作情况，共设想了 Directed（直接协同作业）、Enforced（指示动作）和Induced（引导动作）三种情况。

此前也有一些通过共享多人的视点来支援远程协同作业的研究。比如，利用可穿戴式全方位相机再现他人的视点，共享其他地方景色的研究，以及利用混合现实（MR）技术，提供非语言线索进行交流的研究等。不过，这类系统虽然方法简便，但不适合有身体动作的远程协同作业。另外，还有为同步多人的身体动作而使用肌电刺激（EMG）的技能学习，但尚不适合有动作轨迹的运动。此次的研究针对目前存在的这些制约，开发出了具备可移动性和直观操作性的远程协同操作系统。

该系统能像演双簧一样通过可穿戴机器人系统形成伴随身体信息的交流，让操作者和佩戴者几乎从同一视点共享空间。操作方和佩戴方的系统构成各不相同（图1）。操作者佩戴头戴式显示器（HMD）访问佩戴者。佩戴者身上佩戴的背包式系统配备3个自由度的机器人头和6个自由度的人形机器人手臂。手臂顶端的机械手还可以拆卸，换成其他的配件。

图1：系统构成

背包式系统利用电池驱动，方便移动，在室外也能使用（图2）。该系统可借助身体进行Directed、Enforced 和 Induced 三种类型的交流。Directed 能利用机械手进行协同作业。Enforced 通过将配件更换成腕带，能移动佩戴者的指尖位置和姿势。Induced 通过用机器人手臂拉拽佩戴者，可引导其向目标方向前进。

今后预定利用该系统提高远程协同作业的性能及开发技能学习平台。

本项研究成果在2018年8月12日于加拿大温哥华举行的国际学会 “SIGGRAPH 2018”上发表。

图2：室外使用示例

文 JST客观日本编辑部