考えるロボットを目指して情報理工学部・情報知能学科 H207951 可知大資研究の目的  バーチャルな世界でのロボットの再現でなく、現実世界で身体性を持ったロボットが知的に振舞うということを目指す知的に振舞うロボットとは何か？ • 自らが世界を認識し、世界に作用できるロボット • ロボットが持つセンサだけで世界の情報を取得し、それを元に世界を走行出来たら知的とは言えないだろうか？ • 人間とロボットがインタラクション出来たら知的と言えないだろうか？世界に作用できるとは何か？  ロボットの状況を変化させることなくロボットが移動するのに対して、ロボットが作業しやすいようにする  もしくは目的を達成するために、必要ならば周りの状況を操作する  必然的に、静的な世界ではなく動的な（刻々と状況が変化しうる）世界でロボットが最適な行動をとれるようにするそこから見えるハードウェア  世界を自由に移動するための体が必要  世界を認識するための各種センサが必要  最終的には世界に作用できるように人間に近い身体性を持ったハードウェアが必要となってくる（アームなどの導入）研究の概要  目標を達成するためにはハードウェアとソフトウェアが必要となってくる  本研究ではハードウェアをメインに研究した  しかし、最終的な目標である外界に作用できるロボットまで研究は及ばず、そこに至るためのハードウェアの基礎の作成にとどまった  ソフトウェアは共同研究者の中谷聡太郎に一任したハードウェア・ソフトウェア関係図知的に振舞うロボットソフトウェアプランナーハードウェアロボットシミュレータハードウェア・ソフトウェア関係  ハードウェア  ロボットとその制御用のプログラムを指す  外部センサの制御用のプログラムもハードウェアに含まれる  ソフトウェア（共同研究者、中谷の領域）  プランナー、シミュレータなどのプログラムのことを指すプランナーとは  プランナーとはハードウェアから世界の情報を受け取り、それを元に与えられた指令をその世界でどうやったら行えるかをプランニングする  世界の情報はすべてが送られるわけではなく、ハードウェアが確認することのできる範囲に限られる。そのためにプランナーとハードウェアは適所で通信を行うことになる  詳しいアルゴリズムなどの説明は共同研究者の中谷の発表で行われます開発計画①  第一段階：ハードウェアの基本的な動作確認とソフトウェアとの妥当性（基本的な動作：前進・後進・旋回）  第二段階：ハードウェアに空間認識能力を付与する  ホイルエンコーダの導入（正確な移動距離の把握）  カメラの導入（世界の認識）  デジタルコンパスの導入（旋回角度の把握）  距離測定用の赤外線・超音波センサの導入（目標物までの移動距離の計測・障害物があった場合の検出）開発計画②  第三段階：第二段階で作成されたハードウェアに外界に作用できるアームなどを搭載する（自由度をより高くする）  第四段階：第一～第三段階で得られたハードウェアやデータを元に二足歩行ロボットへ転換今回使用した主なパーツ  Arduino Duemilanove 328  TA7291P  HMC6352（デジタルコンパスモジュール）  タミヤ楽しい工作シリーズ No.104 2チャンネルリモコンブルドーザー工作基本セット Arduino  Arduino は、マイクロコントローラを中心とした回路、 Processing/Wiring 言語を実装した開発環境から構成されるシステム TA7291P  TA7291P は、正・逆転切り替え用としてHブリッジドライバで正転・逆転・ストップ・ブレーキの4 モードがコントロールできる HMC6352  I2Cで接続するだけで、方角を知ることができる  計測頻度を、秒間1回～20 回の範囲で選ぶことができる  分解能：０．１° 精度：１．０° なぜこのハードウェアを選んだのか  Arduino・・・扱いやすい、高度なことが出来る  TA7291P・・・モータ制御に必要なブリッジ回路を簡単に扱うことが出来る  HMC6352 自機の正確な旋回角度の測定に必要  ブルドーザー工作基本セット・・・車輪を使用した場合よりも走破性に優れる完成したハードウェアＨＭＣ６３５２ TA7291P Arduino 完成したハードウェアでの実験  1秒・2秒前進もしくは後進した場合の移動距離・左右のズレ（誤差）が平均どれくらい出るのかの確認  90度左・右、それぞれ旋回させて平均してどれくらいの旋回ができるのかの確認実験概要①（前進・後進のテスト）走行距離計測用の目盛スタートラインこのラインからどれだけズレたかで左右の誤差の判定このラインより右に出たらプラス左に出たらマイナスと記録するロボット実験概要②(右・左旋回のテスト）ロボットを旋回させてその旋回角度の計測ロボット正確な旋回角度を計測するために今回はデジタルコンパスモジュールを実装ロボットとPCを接続しその数値を読み取ることとしたデータシート① （１秒・2秒前進した場合の結果）前進(1ms) 誤差（左右）前進(2ms) 誤差（左右） 52 0.5 138.4 0.1 51.7 0.5 139.5 2.1 52 -0.8 139.2 1.1 52.5 0.4 140.2 2.9 51.5 0.7 139.5 0.8 51.6 0.7 138.8 -1.6 52.7 0.8 138.5 -1.9 52.8 0.8 141.3 1.2 51.9 -0.7 141.4 1.6 52 0.8 140.8 -0.1 平均（cm）平均（cm） 52.07 平均（cm） 0.37 平均（cm） 139.76 0.62 データシート② （1秒・2秒後進した場合の結果・90度右旋回・左旋回した場合の結果）後進(1ms) 誤差（左右）後進(2ms) 右旋回 (90°) 誤差(左右）左旋回(90°) 54 0.2 93.5 -1.3 93 不明 53.4 -1.5 92.5 -1.5 92 不明 53.3 2 93.5 -1 80 不明 53.8 -1 93 -0.8 96 不明 52.2 -1.2 94.8 -1.1 90 不明 52.8 -0.8 94 -1.8 97 不明 52.3 -0.4 95.6 -1.5 83 不明 53.6 -0.4 97.6 -1.3 83 不明 53 -0.4 95.3 0.1 88 不明 53.5 -1.4 96.6 -1.4 88 不明平均（cm） 53.19 平均（cm） -0.49 平均（cm） 94.64 平均（cm） -1.16 平均（°）平均（°） 89 90(視認できる限り）結果  データシートを元にプランナーでのプランの設計が可能になった  プランナーがハードウェアを制御するための最低限の関数が完成した  少なくとも第一段階のハードウェアの基本的な動作確認は出来たと言える  左右への旋回も高い精度で行うことが出来る  誤差が出てもデジタルコンパスモジュールで訂正が可能課題①  データシート②の左旋回を見ると値が不明になっている→デジタルコンパスモジュールの値がうまく受け取れていない  速度設定が細かく行えない  細かい速度調節が出来ないとセンサを付けたときにセンサの動作時間のラグによりセンサが思った通りの動作をしてくれない可能性がある課題②  現状ではハードウェア内だけで完結してしまっておりソフトウェアの妥当性が試せていない  当初予定していたセンサ類がほとんど搭載されていない（何もない世界・事前情報のある世界しか走行できない）  センサを用いないハードウェア制御に力を入れすぎた  開発計画が活かせていない展望  課題①の問題点を解決するために機体の再設計が必要  制御用のソフトウェアは値の変更などで対応し、既存の物をそのまま使用  ハードウェアに搭載出来ていないセンサ類を搭載する  ソフトウェアとの連携  それにより設定した世界を走破できるようにする以下補足用スライドなぜ二足歩行ロボットなのか  外界に作用するハードウェアの作成ならば開発計画の第三段階までで問題ない  しかし第三段階までではロボットコンテストなどに出場しているハードウェアとの差が出せない  考えるロボットという至上命題を達成するためにはハードウェアの能力とともにその外見も必要と考えた  そのための二足歩行先行研究― Robovie-R Ver.3  Robovie-R Ver.3は研究開発用のプラットフォームで、将来、高齢者や障害者と行動を共にして、買い物など社会生活を支援することを目指したロボットを開発のためのツール  http://robomedia2006.blog.so-net.ne.jp/2010-05-05より抜粋我々の考えるロボット  Robovieが人間の支援を視野に入れているのに対して、我々が考えているロボットはゴールを入力すればそれ単体でも行動できるロボット  最終的にはあれとって、などの直接的な名称の指示がなくても人間の挙動から人間が指示している物体を認識し命令を遂行することをも今日としている世界に作用できるとは何か？ A B C A,B,Cの積み木があって、Cの積み木を取れと命令した時にいきなりCを取らずにA,BをどかしてCを取ったら知的ではないだろうか？それを実現するためには世界に作用しなくてはならない