Project08

ロボット型ユーザインタラクションの実用化
Practical application of the robot-type interaction-「未来大発の店員ロボット」をハードウエアから開発する - Development The "clerk robot devised by FUN" from hardware groupA：伊藤壱 木島拓海 藤内悠 宮嶋佑
groupB：奥村輝 須田恭平 對馬武郎 山本侑吾
groupC：小山内駿輔 田澤卓也 普久原朝基
担当教員：三上貞芳 鈴木昭二 高橋信行

プロジェクト概要

groupA：Hajime Ito Takumi Kijima Haruka Fujiuchi Tasuku MiyajimagroupB：Teru Okumura Kyo’hei Suda Takurou Tsushima Yugo YamamotogroupC：Shunsuke Osanai Takuya Tazawa Tomoki Fukuhara
Instructor：Sadayoshi Mikami Sho’ji Suzuki Nobuyuki Takahashi

Project Overview昨今、店員ロボットを見かける機会が増えてはいるが、一般的に普及しているまでとは言い難
Nowadays, there are more and more opportunities to see clerk robot, but it ishard to say that it has become popular. Therefore, the problems andい。そこで従来の店員ロボットにおける問題や改善点を挙げ「シンプルなimprovements in the conventional clerk robot were raised and the focus was枠組みで効果的ロボット型インタフェースとは何か」の焦点を置いた。その動き"what is an effective robot-type interface with a simple framework".
motionコンセプトを基にソフト・ハード双方を未来大発独自の開発とロボット型
Based on this concept, the aim was to develop both software andユーザインタラクションの実用化を目的とした。このプロジェクトでは
hardware for a clerk robot independently at FUN.We focused on “howロボット型インタフェースではなくロボット型インタラクションとしてto interact of robot” because it was not about the hardware of the人と関わるロボットのハードウェアの側面に加え、「動き」「機能」
デザイン
機能robot. At that time, pay attention to the three viewpoints of "motion",design「デザイン」の３つの観点に着目しそれぞれの分野に適したロボット
function"function " and "design". We decided to think about robots suitable forをグループ単位で思考し実現に向けて活動を行う事にした。
each field in group units and carry out activities toward their realization.

活動成果 Achievement ResultgroupA
groupB

groupC

現状、店員ロボットの抱える課題の一つとして「ロボットらしさ」による無機質さがある。この問題を「動き」の面で違和感をなくそうとする試みである。前期では４つの動作を思考し、後期では実現、ロボットの製作を並行して進めた。製作にあたり2Dcadによる機構図の作成及び3Dcadによる外観と動作確認を行い、また加工時間の短縮化を理由にMDFを材料とし各動作ごとでの実装実験を行った。

ロボットと人間が対話する方法として、音声認識機能が必要不可欠である。昨年までのプロジェクトでも音声認識を実装していたが、処理にかかる時間が長く円滑な対話は出来なかった。今年
度は昨年までとは違う手法で音声認識を実装し、最適化した。また、音声認識に伴ったロボットの動作やディスプレイを用いた情報提示、愛らしい動物型のデザインなど利用者に対話を促す工夫を盛り込んだ。

At now, one of the issues faced by clerk robots is the artificial
nature of “robot-likeness”.n order to improve these, it is anattempt to eliminate discomfort in terms of "motion"of thisproblem.In first semester, we thought of four actions. And
second semester, we realized
it and proceeded with theproductionof robots at thesame time. Inthe production,
we created a mechanical diagram with 2Dcad, confirmed
the appearance and operation
with 3Dcad, and used MDF asa material because of the sho
rtening of processing time andthe ease of reworking.

Speech recognition is necessary for robots and humans tointeract. Until last year, the project had also implemented
speech recognition, but the processing time was long and smoothinteraction was not possible. This year, we implemented andoptimized speech recognition with a different approach than lastyear. In addition, we incorporated innovations to encourage users
to interact, such as robot movements, information presentation
using displays, and cute animal-shaped designs.

ロボットのコンセプトとして「チープでおもちゃらしいデザインや動き」を掲げ、上記のようなデザインのロボットを製作した。モデリングをFusion360で行い、そのデータを3Dプリントしてロボットの筐体を作成した。ロボットの表情変化にはRaspberry PiのタッチパネルとProcessingのアニメーションを用いた。顔であるタッチパネルをタッチすることで表情が変化しそれに合わせてモータを変化させるようにした。
The concept of the robot was "cheap and toy-like design andmovement", and the robot was designed as shown above. Therobot was modeled with Fusion360 and 3D printed to create
the robot chassis. For the robot's facial expressions, we used
Raspberry Pi touch screen and Processing animation. Touching
the touch panel, which is the face of the robot, changes theexpression and the motor accordingly.

課題点と改善点 Problem and improvements
製作過程で省略したディスプレイや手首の実装と「表情」などによる目の瞬きなど表現での機能の増加。実際の店頭に置いて動きによる店員ロボットの馴染みやすさの実証実験及びフィードバックによる最終的な完成

認識できる語が少ないこと、ディスプレイに表示するコンテンツが貧相であること、3Dcadによる曲線の表現が難しく角ばったデザインになってしまったこと等が改善点として挙げられる。また、雑音下での音声認識精度の向上が大きな課題となった。

Implementation for display and wrist omitted in the

Improvements include fewer recognizable words, poor content on
the display, and a curved, angular design that is difficult torepresent with the 3Dcad. Also, improving the accuracy of speech
recognition under noise was a major challenge.

production process and increase in functions such as blinking
eyes as expressions such as "facial expressions".Demonstrationof familiarity of clerk robot by movement by placing it in theactual store, and final completion by feedback

活動スケジュール
5月：プロジェクト開始
既存の店員ロボットの課題点と理想のロボットの思案
グループ分け6月：グループ毎の活動を開始
各グループの実装予定機能の考案と勉強
7月：必要なツールを用いた開発開始
8月：開発継続
9~11月：各グループでの開発及び相互の開発援助
12月：最終成果発表

現段階で挙げられる改善点は、現段階では顔のタッチによるインタラクションしかないので人感センサーや画像認識を用いてロボットに触れずにコミュニケーションとることである。
Improvements that can be made at this stage include the useof human sensors and image recognition to communicate withthe robot without touching it, since at this stage there is onlyinteraction by facial touch.

Schedule
May: Start project
Consider of problems of existing clerk robot and thought of ideal robot
Divide 3 groups
June: Start activities for each group
Devise and study the planned implementation functions of each group
July: Start development using necessary tools
August:continuing development
September to November: Development in each group and mutual development assistance
December: Final result announcement