Android端末によるロボット制御 とその評価 情報理工学部 情報知能学科 H２０９０１８ 神戸雅史 研究の目的 スマートフォンやタブレット端末が移動ロボット の操作インターフェースとして適しているかを調 べる →その一環として操作アプリケーションの操作性の評 価を行う そのために 操作アプリケーションの作成 移動ロボットの動作プログラムの作成 評価実験 を行う 研究概要 Androidスマートフォン向けの操作アプリケー ションの作成 移動ロボット:Boe-Botの移動プログラムの作成。 以上２つを用いた操作性の評価実験 その結果の評価 3 全体通信構造 操作アプリケーションでの操作 ↓ 操作に応じた信号の発信 ↓ 移動ロボットで信号の受信 ↓ 信号に応じた動作 これらの通信は無線通信規格のBluetoothを 用いる。 4 Androidと使用端末 ・Androidとは AndroidはGoogle社が開発するタブレット 端末向けのOSで、スマートフォンのOSとし ては世界１位のシェアを誇る。 ・使用端末 使用する端末は2010年シャープ製のIS03。 ・ OSのVerはAndroid2.2.1 ・Bluetooth通信、赤外線通信、wifi通信など 基本的な機能を搭載 ・加速度センサー、地磁気センサー、方位セ ンサーも装備している 5 開発環境 • Eclipse（Android側開発環境） Eclipseはjavaに対応した統合開発環境。 javaだけでなく、Androidの開発ツールである AndroidSDKにも対応しているためAndroidアプ リケーションの開発にも使用される。 操作アプリケーション Bluetooth通信の基礎が備 わったサンプルプロ グラムを改変していく形で 開発を行った 操作方法はボタン操作と 傾きセンサーによる操 作の二種、そこに片手で の操作と両手での操 作で分け、計４種類。 7 移動ロボット：Boe-Bot Boe-Botはパララックス社が販売する独立した 二つの車輪で移動するロボット。 BasicStampというマイクロコントローラにプログ ラムを記憶して実行することができる。 Boe-Botの動作プログラム 設定した動作：前進 後進 右旋回 左旋回 なお前進のみ、赤外線センサーによる検知を行 い、前方に障害物があった場合停止する。 操作アプリケーションの評価実験 ８人の大学生男女の実験協 力者にスタートから ゴールまでロボットを操作 してもらい、そのタイムを 測定し、実験後アンケート を記入して貰った。 1.基本事項の説明 2.操作方法の説明 3.操作方法の練習 4.実験 全四種類の方法について2 ～3を行う。 5.アンケート記入 アンケート ・操作性 悪い 1 ・ 2 ・3 ・ 4 ・ 5 良い ・衝突回数 ・タイム（スタートからゴールまで） ・性別 ・ゲームのプレイ時間 ・スマートフォンやタブレット端末の所持 ・スマートフォンを持っている場合、そのOSと使 用日数 操作アプリケーションの評価 ・操作性 ・タイム ・衝突回数 の３つの項目に対して人による対応をした一元 配置分散分析を行った。 ・帰無仮説：操作方法の違いによる各項目の評価 （又は結果）に差はない ・対立仮説：操作方法の違いによる各項目の評価 （又は結果）に差はある 実験結果：操作性 片手ボタン 操作 両手ボタン操 作 片手センサー操 作 両手センサー操作 Ａ 3点 3点 3点 2点 Ｂ 4点 5点 2点 3点 Ｃ 4点 2点 1点 2点 Ｄ 3点 5点 2点 4点 Ｅ 4点 2点 5点 2点 Ｆ 4点 3点 1点 4点 Ｇ 5点 3点 2点 4点 Ｈ 3点 2点 5点 4点 得点合計 30点 25点 21点 25点 得点平均 3.75点 3.125点 2.625点 3.125点 実験結果：タイム タイム(秒） Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 片手ボタン操作 48.66 46.53 50.37 53.74 両手ボタン操作 48.42 45.34 48.99 45.29 片手センサー操作 42.69 54.91 48.77 61.59 両手センサー操作 42.45 45.16 47.54 51.61 タイム(秒） Ｅ Ｆ Ｇ Ｈ 片手ボタン操作 45.24 44.85 41.59 43.24 両手ボタン操作 44.41 49.78 50.76 42.54 片手センサー操作 34.8 79.85 51.98 37.55 両手センサー操作 41.03 41.9 44.96 35.21 実験結果：衝突回数 衝突回数（回） 片手ボタン操作 両手ボタン操作 片手センサー操作 両手センサー操 作 Ａ 1 0 1 0 Ｂ 0 0 2 0 Ｃ 1 0 3 0 Ｄ 1 0 3 2 Ｅ 2 1 1 2 Ｆ 0 1 6 2 Ｇ 0 0 2 0 Ｈ 1 1 0 0 回数合計 6 3 18 6 回数平均 0.75 0.375 2.25 0.75 グラフ：操作性の評価 グラフ：タイム グラフ：衝突回数 結果 各項目の分散分析の結果は以下のとおり。 操作性、タイムにつ いては有意な結果は得 られなかった 衝突回数の項目につ いては有意な結果が得 られた 片手センサー操作の 衝突回数が多かった 考察 操作性とスタートからゴールまでの時間につい ては有意な差があるとは認められなかった。 しかし衝突回数の点においては、有意水準5％ で有意な差があり、片手センサー操作が他の３ 種の操作方法よりも衝突する可能性が高いこと がわかった。 改善点 展望 より良いインターフェースのために、各種操作方 法の見直しや再設定、さらにカメラを搭載しての ロボット視点での操作なども考えられ、改善、拡 張できる機能は多い。 それだけにロボットのインターフェースとして、ス マートフォンやタブレット端末が有用である考える 。 ありがとうございました
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