情報処理学会 インタラクション 2016
IPSJ Interaction 2016

163C42
2016/3/4

LiftSense: 複数人での物の持ち上げ負荷均一化のための把持位置提案システム
木崎 駿也†1尾髙 陽太†1渡邊 恵太†1

概要：本研究では複数人で協力し,物を持ち上げる支援システム LiftSense を提案する．私たちは複数人で物を持ち上げて移動することがあるが，複数人で効果的に物を持ち上げるには，タイミングと把持の位置の課題がある.タイミン
グや把持位置が悪いと，物を効率的に持ち上げられないことや，効果的に人の力を分散し利用することができない．
そこで, そこで本研究では，スマートフォン（タブレット）と重量センサを用いて，複数人で持ち上げるためのタイミングの制御と同じ荷重に分散する把持位置を提示するシステム LiftSense を提案する．本研究では LiftSense 試作について述べシステムについて考察し，今後の効果や課題について議論する.

LiftSense: The system that enables to liftby multiple people by the same load weightSYUNYA KIZAKI†1 YOTA ODAKA†1KEITA WATANABE†1Abstract: We propose a novel cooperative lift system called LiftSense. LiftSense is a cooperative system to lift by multiplepeople. We often lift something object in daily life. However, we are hard to lift and move by multiple people. Because people
need to synchronize the timing and adjust hold position to lift something object effectively. To solve this problem, we propose
LiftSense that enables to synchronize the timing and adjust hold position of the same load weight. In this paper, we introduce
prototype of LiftSense and discuss about the effect and the future.

1. はじめに題となりかねない．このように複数人で物を持ち上げて運ぶにはタイミングと把持位置が課題となる．

私たちは生活で,タンスやベッドなどの重いものを複数人で協力して持ち上げることがある．また,火事や震災などが起こった災害現場では,物の下敷きになって,救助をする
際にも複数人で協力し,重いものを持ち上げて,下敷きになっている人を救い出す. このように,複数人で物を持ち上げることは重いものに対して効果的だが，タイミングと把持の位置の決定が困難という課題がある.
まずタイミングの課題として,持ち上げる人全員のタイミングが合わなければ，大きく傾く，持ち上がらないといった場合がある．さらに人数が多いほどタイミングを合わせるのは難しくなる.そこで一般的には掛け声を発声することでこの複数人のタイミング合わせることを行う．
次に,把持の位置の課題である．重心は見た目からだけではわからないことがあるため，始めから重心を理解して持つことは困難である．そのため，私たちは一般的に物を持ち上げて運ぶ際は，矩形の物であれば，持ちやすさから把持位置は(図 1)のように四隅を持つことが多い．しかし，

図 1

重心を考慮せずに持ち上げると負荷が不均等
Figure 1

Different weight by each hand

そこで本研究では，スマートフォン（タブレット）と重量センサを用いて，複数人で持ち上げるためのタイミングの制御と同じ荷重に分散する把持位置を提示するシステム
LiftSense を提案する．

2. LiftSense
LiftSense は複数人の手に装着した重量センサを用いて，重心がわからないため,片方の人が知らずのうちに高い負持ち上げる対象の重心を計算し，全ての把持位置が均等な荷を強いられることがある．また，重量の問題ではなく把荷重になるように，把持位置を提示するシステムである．

持位置の問題で本当は持ち上がったものが，持ち上がらな

また，持ち上げる際に，タイミングを音で提示し，複数人いということとなれば，特に災害現場などでは致命的な問の力を効率よく合わせる支援を行う．
2.1 利用方法†1 明治大学総合数理学部先端メディアサイエンス学科 Department ofFrontier Media Science, Faculty of Interdisciplinary Mathematic Science at
MeijiUniversity© 2016 Information Processing Society of Japan

LiftSense はスマートフォンまたはタブレット端末とセンサを内蔵した LiftSense Handle を利用する．ユーザはま935

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ずタブレットで持ち上げる物の写真を撮り，タブレット上そして,定まった 4 点の座標をタブレットに表示し,持つべで対象に合わせて矩形の範囲指定を行う．その後,タブレッ

き 4 点の場所を知ることができる.

トを対象の上の中央に載せる．そして，持ち上げるタイミングを合わせるためのカウントダウンが始まる.２人で

3. 考察と議論

LiftSense Handle を両手に持ち，タブレットの掛け声に合LiftSense によって，複数人で物を持ち上げる場合に適わせてその上に対象物が載るように持ち上げる．持ち上げ

切な把持位置を提示することで，重心がわかりにくい机やると，タブレットにはそれぞれの LiftSense Handle から伝タンスなどでは，複数の力を均等に近い重さに分散し，効達される荷重が提示される．ただし水平でなければ荷重が率的に物を持ち上げる可能になる.ただし，現状のシステム

正しくわからないため，スマートフォンに内蔵される加速では，持ち上げる物が矩形であると仮定し，その四隅にか度センサを用いて水平を検出する．水平が検出されると，かる重さを元に把持位置を計算しているので，複雑な形状

図２のようにタブレットに持つべき場所が表示されるので,の物を持ち上げる場合に把持位置の計算ができない．重心２人はその場所に把持位置を変える．これにより２人は同のみであれば，四隅で持ち上げることで計算するのではな

じ負荷で物を持ち上げることができる．

く，事前に持ち上げる物のどの位置を持って重心を求めているのか，ユーザが入力することで求められる．まったく持ち上がらない重量の場合は重心が計算できないため，少しでも持ち上がる程度の重さに限定されてしまう．また，持ち上げられる程度の重量で，このシステムで計算可能な矩形の場合でも課題がある．重心が持ち上げるもののいずれかの辺に近い場合，提示する把持位置が近くなるため，実際に持てなかったり，安定しなかったりすることがある．
重心の近似方法を見直すことや，３辺以上の辺に把持位置を提示する計算方法を考える必要があるだろう．他にも，同負荷の把持位置を提示それぞれのユーザに力の差がある場合，それぞれの把持位

The tablet display the same weight points

置に同じ負荷がかかるように計算すると，持ち上げられな

図 2
Figure 2

いことも考えられる．これについて，すべての負荷を同じ2.2 実装方法
LiftSense は Arduino,重力センサ,Bluetooth モジュール,にするのではなく，ユーザにかかる負荷に重み付けする方タブレットで構成した.Arduino では Bluetooth 通信で四隅法が考えられる．なお今回は複数人といっても２人，把持にかかる重さをタブレットに送信する.タブレットでは,持位置４点でシミュレーションを行った．

ち上げる物の画像から,ユーザによって指定された範囲を今後の展開として，運搬そのものへの支援が考えられる．

元に,持ち上げる物の比率を取得する.そして,タブレット

今回提案しているシステムは，持ち上げることにのみ注目の加速度センサが水平を示したときに四隅の重さと物の比しており，実際に安定して運搬することや勾配のある場所率から重心を計算する.次に同負荷の 4 点を求めるために,を運搬することを考えていない．[1]の研究ではロボットア重心の x 方向と y 方向について，それぞれの座標の持ち上ームと人との間の協調挙動を計測,モデル化し,得られた協げる物の辺に対する比率を計算し，比率の小さい方向の重調挙動モデルをもとにロボットアームを制御することで,心座標を比率が 0.5 となる座標に近似する.これにより,人とロボットの負荷をほぼ均等に分けて運搬することを可重心が対角線上に乗る四角形を描くことができる.描いた能しているが，この研究のように，運搬時にバランスを取四角形の頂点が近似的に同負荷の 4 点となる.(図 3).

るためには何が重要であるか，その観察が必要だろう．

4. おわりに同じ荷重に分散する把持位置を提示することで,複数人で物を持ち上げる支援システム LiftSense を提案し,試作した.

参考文献
1) 林原靖男, 園田幸伸，田窪朋仁, 荒井裕彦, 谷江和雄: 人とロボットによる長尺物の協調運搬 (人の協調挙動に基づく鉛直平面内の制御方法の検討), 一般社団法人日本機械学会,
Vo67,No.653,pp.162-169(2001)

図 3
Figure 3

同負荷の点の計算方法
Calculate the same weight points© 2016 Information Processing Society of Japan936