世界一のサッカーロボット

ＶｉｓｉＯＮと制御技術２

１．ＶｉｓｉＯＮ プロフィール①生年月日） ２００５年３月３０日
出身） 大阪身長） ４７．５ｃｍ体重） 3.2ｋｇ
特技） サッカー戦歴） ２００５年ロボカップ
世界大会総合優勝種別） 完全自律二足歩行型ロボット

２．ロボカップ２００５世界大会■ロボット工学と人工知能の融合、発展を目指した完全自律型ロボットによる競技大会■３1ヶ国、330チームが参加■「Team OSAKA」 大阪の産官学が連携

３．ロボットの歴史
ASIMO（アシモ）“Advanced Step in Innovative Mobility”の頭文字をとって「ASIMO」とした。新しい時代へ進化した革新的モビリティーを意味する。
重量43kg
全高1,200mm
歩行速度0〜1.6km／h

３．ロボットの歴史①
ロボットの語源
1920年にチェコスロバキアの劇作家カレル・チャペックが劇曲「R.U.R(ロッサム万能ロボット会社）」の中で使われ世界に広まった。「退屈な仕事（または強制労働）」という意味「ROBOTA」と「労働者」を意味する「ＲＯＢＯＴＯＮＩＣ」から「ROBOT」という言葉を造語。
⇒単純労働の担い手として名付けられる⇒科学用語としての定義が存在しない

３．ロボットの歴史①−２
R.U.Rが描いた社会機械とロボットが労働者階級をと入れかわるという未来の悪夢。
ロボット三原則
１９４２年、SF作家アイザックアシモフが小説「堂々めぐり」の中で提唱。ロボットに対するくらいイメージを大きく変えた。
アシモフはまた、ロボット工学（ロボティクス）言葉を作ったことでも知られている。

３．ロボットの歴史②〜ロボットの進化〜
第１世代 （１９６０年代）
１９６１年米国ユニメーション社が世界初のプログラム制御型産業ロボット「ユニメート」を発表 （翌年には、ゼネラルモータースの組み立てラインに加わる）
特徴）
あらかじめ設定された動きの繰り返し

３．ロボットの歴史③
第２世代 （１９７０〜１９８０年代）
日本を中心に産業ロボットが発達
多間節型ロボットの登場特徴）
センサーなどの感覚機能を持ち、対象や環境の違いを判断。作業内容を修正可

３．ロボットの歴史④

最先端の産業ロボット
http://www.fanuc.co.jp/ja/product/video/index.html
ファナック社ＨＰ 動画２分

３．ロボットの歴史⑤
第３世代 （１９９０年代〜）
ロボットが産業分野からエンターテイメント分野に進出（１９９９年 AIBO発売）
特徴）
センサーとコンピュータが飛躍的に発達したことで、人間や他のロボット、物を認識し自立的に動くことができる。
最も進化したものが完全自律型ロボット

４．完全自律型ロボットって？
ヒトが操作するのではなく、ロボット自身が自分で見て、判断し、動くことができる
第３世代のロボット

５．完全自律型ロボットの三つの機能
画像センサー＝「目」
コンピュータ
＝「脳」
モーター
＝「筋肉」
VisiON人間

６．三つの機能の関係
センサー

コンピュータ

画像を撮影し、 対象を認知し、コンピュータ取るべき動きへ送るを判断。モーターに指令

見る判断する

モーター

指令に従って、モータを作動、手足を実際に動かす動く７．ロボットの動き「歩く」＝「両腕の動き」＋「両足の動き」
複数の「動き」を連続的に組み合わせたもの

８．ロボットを動かしてみよう①
一つ一つの「動き」をコンピュータに記憶させ、連続的な動き（モーション）を作ってみよう。
モデルロボット
ヒューマノイドロボット
Ｒｏｖｏｂｉｅ−MS自由度）１７
特徴）組換えによりいろいろな形状が作れる

８．ロボットを動かしてみよう②
スライダーを操作するとロボットの関節が動く

モーション編集エリア
モーションの再生の順番を決める

関節角度編集エリア
各関節の角度を決める「ロボビーメーカー」操作画面

９．第１回まとめ■ロボットの歴史
第１世代〜第３世代■完全自律型ロボットとは？
自分で見て、判断し、動くロボット
三つの機能■ロボットの動き（モーション）
モーションは一つ一つの動きを連続的にコンピュータに記憶させたもの

10．ロボットの自律的な動き
人間が操作していないのにVisiONは、どうして自分で動けるのだろう？

11．ロボットの眼

全方向画像センサー（３６０゜カメラ）

画像例

12．ロボットの「見る」ということ①
例えば、「ボールを見る」ということは・・・・・、ボールの存在を認識し、ボールのある「方向」と「距離」を知ること

12．ロボットの「見る」ということ②
ＶｉｓｉＯＮにはこう見えている

ＶｉｓｉＯＮボール

12．ロボットの「見る」ということ③
ボール0m
左100度
50cm

1m
2m
3m

向いている方向

12．ロボットの「見る」ということ④■ボールの存在
ボールの「色」で判別■ボールのある方向
自分自身の向きとボール位置との角度■ボールへの距離
遠くに行くほど幅が狭くなる同心円メジャー⇒ボールは、「左100度２m」の地点にモノの存在や位置等を知ること＝「認知」
センサーからの画像をもとにコンピュータが行うこの仕組みを「認知システム」と言う。

13．ロボットの「判断する」ということ①
ロボットは、認知システムで得た情報（例：位置情報、距離情報）をもとに、とるべき動きをどのように決めているのか。

（モーション例）
１．キーパー
２．シュート
３．ジグザグ歩行14．ロボットの判断例①

ボール位置の変化で、ボールが動いていることを認知し、ボールがどの方向へ向かうか予測⇒認知システム14．ロボットの判断例②

前に倒れるダッシュポーズ

後に倒れる

ボールの向かう方向に応じて、ボールをキープする「動き」を選択する＝判断

15．判断と動きの順序を考えよう①
スタート
キーパーポジションへ移動←①
ボールが動いたか？
ＹＥＳ

判断ポイント
１

ＮＯ

しばし待つ

15．判断と動きの順序を考えよう②
判断ポイント１←②

ボールの進む方向は？
←③
自分の前方

中 央

自分の後方

前に飛び込むダッシュポーズ

後ろに倒れる16．アルゴリズムとフローチャート
このように、物事を論理的に行うための手順を「アルゴリズム」と言い、その手順を図表化したものを「フローチャート」と言う。

17．アルゴリズムの例（スキヤキ編）
スタート
醤油大さじ１杯入れる
肉を入れる
１分間焼く

醤油加減ＯＫ？

ＮＯ

ＹＥＳ

野菜を入れる１分間煮る

砂糖大さじ１杯入れる
甘さ加減ＯＫ？
ＹＥＳ

完成

ＮＯ

18．アルゴリズムの例（恋愛編）
スタート
あたりを物色して相手を見つける
見栄えはいいか？
ＹＥＳ話は合うか？
ＹＥＳＮＯ

もう一度デートに誘うＮＯ「映画でもどう？」とデートに誘う

経済力はあるか？

ＮＯ

ＹＥＳ

本気で交際

19．例題１ キーパー応用編①
実際のＶｉｓｉＯＮは、ボールがゴールに届くかどうかを判断するため、その「速さ」も計測（認知）している。
ゴールに届く速さか？

ＮＯ

ＹＥＳという「判断」は、先のフローチャートの①〜③のどこに入れればよいだろう？

20．例題１ キーパー応用編（解答）
正解②
ボールが動いたか？ ＮＯ
ＹＥＳ

ゴールに届く速さか
ＹＥＳ

ボールの進む方向は？

ＮＯ

しばし待つ

21．例題２ シュートのアルゴリズム
上から見た図ゴール

自分がシュートする
際、まず何をするかを思い浮かべてみよう。
ボール

ＶＶｉｓｉＯＮ

22．例題２ シュート（解答）①
スタート
ボールの方向を向いているか？

ＮＯ

ボールの方向を向く

ＹＥＳ

ボールが近くにあるか？
ＹＥＳ
１

ＮＯ

ボールの方向へ歩く22．例題２ シュート（解答）②
１

シュートポジションにいるか？
ＹＥＳ

キーパーのいない方向を向く

シュート！

ＮＯ

シュート可能な位置に移動する

23．例題３ ジグザグ歩行のアルゴリズム
V

スタート
赤色ポール

ヒント
ポールの色を認知し目標を変えていく。

青色ポール

オレンジポール

24．例題３ ジグザグ歩行（解答）①
スタート
赤色ポールの横30ｃｍを目指し進む

赤色ポールを追い越したか？
ＹＥＳ

青色ポールの横30ｃｍを目指し進む
１ＮＯ

24．例題３ ジグザグ歩行（解答） ②
１

青色ポールを追い越したか？

ＮＯ

ＹＥＳ

オレンジポールの横30ｃｍを目指し進む

オレンジポールを追いＮＯ越したか？
ＹＥＳ

旋回し、青色ポールの横30ｃｍを目指し進む

25．完全自律型ロボット〜まとめ〜
完全自律型ロボットとは・・・・・■自分で見て、判断し、動けるロボット■画像センサーで得た画像情報から、コンピュータがモノを認知し、さらに、論理的な手順（アルゴリズム）により、自らとるべき行動を判断し、モーターに指令を出すことで、自分を自律的に動かすことができるロボット■第３世代ロボット26．第４世代ロボット
・センサーはさらに高度に、多機能に・会話能力や自動的な学習能力も第４世代ロボット
・人工知能（AI）の搭載
・より人間に近いロボット27．最先端ロボット集合！なんのロボット？
1

2

http://www.jp.aibo.com/
ソニーＨＰ アイボ動画3.9Mb

http://www.e-mechatronics.com/robot/medical/index.html
安川電機ＨＰ34

http://www.banryu.jp/index.html
三洋電機ＨＰ

http://www.kokorodreams.co.jp/ng/news/20031118_actroid/20031118_actroid.html
ココロ社ＨＰ 動画 4.9Mb

27．最先端ロボット集合！なんのロボット？
1

3

2

4

5

28．広がるロボットの用途■ペット■エンターテイメント■福祉・医療■警備■レスキュー■危険物処理、重機作業
テムザック社アルテミスＨＰ
http://www.tmsuk.co.jp/artemis/index.html
iRobot社ＰａｃｋＢｏｔＨＰ
http://www.packbot.com/products/packbotEOD/features.asp
産業技術総合研究所ＨＰ 動画 7.9Mb
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2002/1219/hrp.htm
筑波大学山海研究室ＨＰ 動画 21Mb
http://sanlab.kz.tsukuba.ac.jp/
テムザック援竜ＨＰ 動画 2.9Mb
http://www.enryu.jp/

29-1．ロボットと暮らす明日「次世代ロボットビジョン懇談会」報告書
ショートストーリー１ （家事･育児支援）「職場の母と学校帰りの息子」

29-2．ロボットと暮らす明日「次世代ロボットビジョン懇談会」報告書
ショートストーリー２ （余暇の充実） 「ゴルフ練習場にて」

29-3．ロボットと暮らす明日「次世代ロボットビジョン懇談会」報告書
ショートストーリー３ （家事支援、高齢者の社会参加）「パパ、ロボットを組み立てる」

30. made in OSAKA■大阪をロボットのメッカに
大阪産業創造館HP
http://www.sansokan.jp/robot/info/index.php「ロボットは２１世紀の自動車産業」■世界一のロボット都市 大阪〜大阪梅田北ヤード ロボシティコア〜31．私たちの社会生活とロボット
ロボットは産業・経済を支える基幹産業の一つとなるとともに、私たちの日常生活をより豊かなものにしてくれる••••

NECパペロHP 動画 22Mb
http://www.incx.nec.co.jp/robot/fan/phtmov/index.html
アイロボット
http://www.foxjapan.com/movies/irobot/

END

企画制作
NPO法人 Multimedia Educational Forum
ヴィストン株式会社