平成 27 年度修士論文概要ロボティックスワーム操作のためのヒューマンマシンインターフェースの設計 Human Machine Interface Design for Robotic Swarm Control 機械システム工学専攻生産システム A 研究室 M143245 村川真也【背景と目的】スワームロボティックシステム（Swarm Robotic Systems：SRS）とは，多数の自律ロボット間の局所的な相互作用を通して群れ行動を創発するシステムである．多くの場合において，群れは自律的に動作することが期待されている．一方で，各ロボットは局所的な相互作用のみでその振る舞いを決定するため，動作している間は人の手による制御が困難である．そこで本研究ではロボティックスワームの監視と操作を行うためのヒューマンマシンインターフェース（Human-Machine Interface：HMI）の設計を行う．【実験設定】本研究ではロボティックスワームの持つパラメータをリ robot アルタイムで操作することにより，その振る舞いを人の手によって操作する．ロボットの行動モデルには, 多くの研究で群れ行動の生成手法の基となっている boid を用いる．boid では各個体が局所的な知覚範囲を持ち， cohesion area 範囲内に存在する別個体の位置や速度に対応した方向 alignment area separation area ベクトルを生成する．この方向ベクトルは，三つの単純な行動規則 cohesion，alignment，separation に従っ Fig. 1: Interaction area て生成される．そして生成された方向ベクトルの重み付き平均を取ることで進行方向ベクトルを得る．各個体がこの進行方向ベクトルに基づいて振る舞うことで群れ行動の生成を可能にしている．本研究での各行動規則の適用範囲を Fig. 1 に示す．操作するパラメータは，各行動規則の適用範囲の大きさと重みの値を用いた．【実験結果】実際に設計したインターフェースを Fig. 2 に示す．インターフェースのユーザビリティ評価には System Usability Scale（SUS）を使用し評価を行った．SUS の得点表を Table.1 に示す．総評は 24.75 点であり，システムについてある程度の知識がある人間であれば，インターフェースを通してのロボティックスワームの操作は可能だが，知識のない人間であればある程度の訓練が必要になると考えられる．また，パラメータを操作に関しても，直接的に群れの振る舞いを操作できるものではないため，望む振る舞いをとらせるために時間がかかるという意見があった． Table 1: User satisfaction Fig. 2: Simulation experiment in the interface Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 1.875 2.75 2 2.5 2.25 3 Q7 Q8 Q9 Q10 Total 2.625 3 2.5 2.25 24.75