遠隔行動誘導システム 産総研 ○大山 英明 Wearable Behavior Navigation System １．はじめに GPS ナビゲーション機能を持つ携帯電話が広く普及して います．屋外の移動については，目標地点に移動するため し，それを現場協力者の装着したカメラの画像に重ねて表 示し，現場協力者の動作の誘導を行います． 応急手当の専門家 に，歩くべき方向について，適切なナビゲーションを受ける 現場協力 者のカメ HMD上の ラ画像 カメラ、 専門家の手 カメラ、 のCG画像 モーシ ョンセ ＋ ンサ他 ことができます． ウェアラブル技術，ユビキタス技術の進歩により，歩行の ナビゲーション（誘導，指示）だけではなく，一般的な人間 応急手当を行う 現場協力者と患者 口頭指示 モーショ ンセンサ ＋ HMD HMD の動作・行動の誘導，指示が実現されると期待されていま す．一般の行動に関して，普通の人は他人からの指示を必 要としません．しかし負傷者や急病人の隣に立っているな ら，専門家による応急手当の指示が必要となるでしょう．私 専門家の手のCG画像と 応急手当現場の画像を 重ね合わせた画像 達は，現場の情報を専門家に送り，専門家の動きを分かり 半透明の白い 手が専門家の 手のCG画像 易い形で提示し，それを真似ることで，専門的な技能を現 場で実現するシステムを開発しています[1][2][3]．これを遠 隔行動誘導システムと呼んでいます．英語名は，Wearable Behavior Navigation System(WBNS)としています．本稿では， 図1 専ら視覚と言葉による指示のみを利用する簡易型の遠隔 行動誘導システムについて紹介します． AR 技術を用いた遠隔行動誘導システム 専門家のカメラ画像 専門家 専門家の手 ２．ウェアラブル遠隔行動誘導システム 2.1 遠隔行動誘導システム 画像圧縮 (libjpeg) 現場協力者 ネットワーク 画像圧縮 専門家が，応急手当を行う人の行動を効率よく誘導，指 + 示するために，鍵となる第 1 の基本技術は専門家と応急手 現場協力者のカメラ画像 当を行う人との感覚情報の共有技術です．現場の情報が 無ければ，専門家は，患者の状態を知ることは出来ません． 重畳画像 図2 + 重畳画像 遠隔行動誘導システムの情報処理 私たちが開発している，応急手当のための遠隔行動誘導 専門家の手の画像の抽出は，現時点では，非常に簡単 システムでは，応急手当を行う人が，マイクとウェアラブルカ なもので，カメラ画像を RGB 空間から HSV 空間に変換し， メラを装着し，現場の情報を専門家に送ります． 色 相 (H: Hue) ， 彩 度 (S: Saturation) ， 明 度 (V: Value 第 2 の鍵となる基本技術は，応急手当を行う人の動作を (Lightness))のそれぞれの値が，特定の範囲にある領域とし 誘導するために，専門家の動作を見せる技術です．基本 て抽出します．抽出する領域は，専門家のいる環境に応じ 的には，専門家の動作を現場協力者が見て，真似ることに て，マニュアルで調整します．さらに，その領域に対応する よって，応急手当の動作の指示，誘導が実現されます．多 明度(V)画像を専門家の手の画像として，現場協力者のカ 様な動作の指示，誘導を可能とするために，拡張現実感 メラ画像と重ね，それを専門家と現場協力者で共有します． (AR: Augmented Reality)技術によって，応急手当を行う人 単純な処理のため，専門家の手の誤抽出の問題が生じま のカメラ画像に，専門家の手の CG 画像を重ね合わせて表 すが，人間の高度の認識能力により，大きな問題にはなっ 示する遠隔行動誘導システムを開発しました．図 1 にその ていません． 概念図を示します． 2.3 遠隔行動誘導システムによる応急手当の様子 2.2 遠隔行動誘導システムの情報処理の概要 図 3 に遠隔行動誘導システムを用いて，三角巾を使って 現在開発中のシステムでは，図 2 に示すように，専門家 腕を吊る作業を行った様子を示します．三角巾の利用法を の装着したカメラの画像から専門家の手・腕の画像を抽出 知らない人でも，専門家の指示に従って，効率良く，応急 手当が可能です． するため，現場作業員と熟練作業員のカメラは同じ物を用 いています． 図 3 三角巾による応急手当の様子 ３．過酷環境作業のための行動誘導システム 前述の応急手当の支援だけでなく，災害現場等の過酷 な環境下での作業の支援でも，遠隔地の専門家による行 動誘導は有効と期待されています．現場にいる熟練してい 図 6 レバーの取り付け作業の様子 図 6 に示すように，評価実験として，工場を模擬した配管 ない作業員の能力を高めるため，過酷環境での作業のた 模型を用いてレバーを回転させ，コックをひねる作業やレ めの遠隔行動誘導システムを開発しています[4]． バーを配管に取り付ける作業を行いました．特に口頭では 説明しにくい作業には，遠隔行動誘導システムは有効であ り，様々な作業について，遠隔地の専門家の指示誘導で 高度の作業を行える可能性が有ります． ４．おわりに 本稿では，遠隔地にいる専門家の技能を現場で実現で きるウェアラブルな遠隔行動誘導システムを紹介しました． 発表では，3D モーションセンサを用いた画像安定化技術 図4 現場作業員用システム や人間の姿勢計測技術等についても，紹介する予定です． なお，現在，遠隔行動誘導システムの実用化のための協力 者を求めておりますので，ご興味のある方はよろしくお願い いたします． 謝辞 本研究は，JST CREST「パラサイトヒューマン」（研究代 表：前田太郎大阪大学教授）の支援により行われました． 参考文献 [1]前田太郎他,CREST パラサイトヒューマンネット HP, 図5 専門家用システム http://www-hiel.ist.osaka-u.ac.jp/parasite/ [2]大山英明その他，「ウェアラブル行動誘導システムに関 図 4 に示すように，過酷環境で利用するため，現場にい する研究－共通プラットフォーム技術による簡易型パラサイ る作業員用のシステムを構成するカメラ，単眼 HMD，ノート トヒューマンシステムの開発」，第 9 回計測自動制御学会シ PC 等のデバイスは，防水・防塵仕様のものを利用していま ステムインテグレーション部門講演会(SI2009)，2009 す．また，HMD は作業員の視野を妨げないように取り外し 可能です．一方，図 5 に示すように，熟練作業員用システ ムを構成するカメラ，両眼ＨＭＤは，必ずしも防水・防塵仕 様である必要はありません．ただし，現場のカメラ画像に熟 練作業員の CG 画像を重ねて表示する際の処理を簡略化 [3]E. Oyama, et al., ”A Study on Wearable Behavior Navigation System - Development of Simple Parasitic Humanoid System -”, ICRA 2010, pp. 5315-5321, 2010. Oyama and Naoji Shiroma,“Behavior Navigation System for Use in Harsh Environments”, SSRR2011, pp.272-277, 2011. [4]Eimei
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