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日本バーチャルリアリティ学会誌第 14 巻 1 号 2009 年 3 月

研究室紹介● 研究室紹介早稲田大学
裸眼立体ディスプレイ

先進理工学部応用物理学科

パーソナルコンピュータ

フライトコントローラパッド●

1．はじめに

橋本研究室
橋本周司

●

ンモデルによる高精度ひび割れ検出，複数画像を用いた物理的な手段で物の量を測ることから始まった計測工

高階調画像の生成，姿勢推定によるパターンマッチング

学は，測定対象をスカラー量からベクトル量へ拡げて，の高速化， ロボット用近接画像センサの開発，などで形を測る，状況を測るという問題に取り組み，情報工学ある．これらの成果は後述のロボットに応用されることと結びついて，単なる数量化ではなく記号化という認識も多い．タイトル枠内の図は，4 次元ディスプレイシステムである [1]．このシステムは，4 次元空間を自由に移の世界へ入り，現在では人間の心の状態やその変化を測つないで，情報を伝達する手段として，画像，音響，触・動して 4 次元物体やデータをインタラクティブに観察できる一種の望遠鏡 ( あるいは顕微鏡 ) である．

力覚など，多様なメディアが自由に使用できるように2) 音響・マルチメディアグループ

ることまでその射程に入れている．また，我々の五感をなってきており，計測，処理，制御，表示の対象や方法論も大きく変わりつつある．本研究室は 1991 年の開設

スチャーによる音楽演奏

以来，メンバーの特性に合わせて，人間の感性までを視システム，歌声に合わせ野に入れた様々な情報技術の基礎理論から応用研究までて伴奏を生成する適応型を幅広く行っている．ここでは，最近の研究を紹介する．

カラオケシステムなどイ

古くから指揮者のジェ

ンタラクティブ音楽シス
2．研究紹介図 1 リズムインタラクションシステム＊口絵にカラー版掲載

研究拠点は，理工キャンパスの学科研究室に加えて，テムの開発を行ってきたが，最近は CREST 研究

喜久井町キャンパスのヒューマノイド研究所および今年度採択された GCOE「グローバルロボットアカデミア」

領域「デジタルメディア作品の制作を支援する基盤技術」の研究施設内にあるが，岐阜県各務ヶ原市のテクノプラ
ザ内の WABOT-HOUSE 研究所にもメンバーが常駐して制御技術」の一員として「身体的音響メディア技術」にの渡辺グループ「人を引き込む身体性メディア場の生成・取り組み，マルチメディア処理とロボティックスを援用した音楽音響の生成と制御の研究を行っている．図 1 は，いる．平成 20 年度末で，助手・客員研究員などが 7 名，大学院博士課程学生４名，修士課程学生 10 名，学部卒論生 7 名が在籍しており，それぞれのテーマに取り組んリズムの適応的連想ネットワークを用いた人間と機械のリズムセッションの様子である [2]．また，音響工学的なでいる．それぞれのメンバーは，個別の課題を持ち自主問題にも取り組み，複数のマイクロホンを同じ位置に集性に基づいた研究を行うことが求められるが，以下のよ

中的に配置したアレイによる音響フォーカス手法，モノうなグルーピングで，互いに助け合いながら研究を進めラル音響のスペクトル変動に着目したブラインド音源分る体制を取っている．

離，時間・周波数領域での非線形フィルタリングによる

1) 画像情報処理グループ

雑音除去などで成果を挙げている．

画像処理と CG の基礎及び画像の計測・認識，画像生

3) メタ・アルゴリズムグループ

成の研究を進めている．最近の主なテーマは，直感的な理解のための 4 次元空間提示システム，パーコレーショニューラルネットワーク，強化学習，GA などアルゴリズムを自動生成する新しい情報処理の原理を探求する基46

JVRSJ Vol.14 No.1 March, 2009

研究室紹介

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エータと情報処理の方式を検討しているが，振動的に反応が進み周期的な空間パターンを生み出すことでよく知られている Belousov-Zhabotinsky(BZ) 反応と高分子ゲルをabending

結び付けることにより化学反応だけによる歩行に成功した (図4)．

stretching

動作環境，動作速度など多くのb

課題が残っているが，金属の身c

図2

bending

ハードウェア自己複製 ＊口絵にカラー版掲載

stretching

礎的な研究グループである．具体的なテーマは，リカレント型ニューラルネットワークによる複雑システムの故体とシリコンの脳を持つロボッ
トとはまったく異なる生き物のd

図4

ゲルロボットようなロボットを実現する可能性が示せたと考えている [5]．

障診断，重要度の順番を保持する非線形主成分分析，実3．おわりに機とシミュレータを併用するハイブリッド型機械学習ア
ルゴリズム，強化学習によるロボットの動作獲得と故障以上の他に，国際共同研究として EC の FP7 調査プロ

診断，環境制御によるハードウエア自己増殖，などであジェクトの「CAPSIL」の一員として，高齢化社会における ICT 利用のロードマップ作成の議論にも参加しているが，理論ばかりでなく実際のシステムに適用する試みも行うところが特長である．図 2 は，温度と環境撹乱のる．それぞれのテーマは一見，バラバラに見えるかもし制御による DNA 型のハードウエアの自己複製である [3]．

れないが，すべては，「人間と機械の新しい関係」を構

4) ロボティクスグループ築する試みであり，「物と情報の意味と価値」に係わる人間共存型ロボットの実現に根本問題の探求という点で一つに括ることができる．た必要な基盤技術の研究と種々の実とえ学部生でも，すべてのテーマに関心を持って，このロボットの製作を行っている．人

基本課題を考え続けて欲しいと考えている．

間とロボットのインタフェースと参考文献[1] Y. Sakai, S. Hashimoto : Interactive Four-Dimensional
Space Visualization Using Five- Dimensional Homogeneous

インタラクションについては，積荷をインタフェースとした搬送ロボット，いなし行動を有する移動
図3

屋外移動ロボット

Processing for Intuitive Understanding, The Journal of theロボット，人間−ロボットインタ

Institute of Image Information and Television Engineers,
Vol.60, No.10, pp.(108)1630-(125)1647 (2006)[2] 笠原俊一，三枝 亮，橋本周司：連想型自己組織化マッラクションのための発光視覚セン

サ，光ビームインタフェースによるロボット制御，ロボットのための触力覚デバイスの開発，などであり，ナプを用いたリズム演奏支援システム，情報処理学会論文，
Vol.48, No.12, pp.1506-1511 (2007)[3] M. Matsumoto, S Hashimoto : Passive Self-Replication of

ビゲーション関係では，無線センサネットワークを用いた案内ロボット，RFID を用いたロボットナビゲーショ

Millimeter-Scale Parts, IEEE Transactions on Automation Scienceand Engineering, 2009 (to Appear), Digital Object Identifier 10.11

ン，GPS によるロボットの自律移動制御などがある．
また，ロボットに対する地形評価基準「不整地度」の検09/TASE.2008.2006625.
[4] M. Tominaga, H. Ohta, S. Hashimoto : Image Sequence Prediction

討，IRT のための意味センサネットワーク，太陽エネル
ギを活用するサバイバルロボット，回転加速度によるロボットのバランス制御，Passive Walker の歩行安定化な研究室と共同で，NEDO 戦略的先端ロボット要素技術開for Remote Robot Control, 2006 IEEE/RSJ International Conferenceon Intelligent Robots and Systems (IROS2006), pp.1134-1139 (2006)[5] S. Maeda, Y. Hara, R. Yoshida, S. Hashimoto : Self-walkinggel, Advanced Materials, Vol.19, pp.3480-3484 (2007)

発プロジェクトのなかの「高齢者対応コミュニケーショ
ン RT システム」の開発にも参加した．図 3 は，岐阜県【連絡先】

どにも取り組むとともに，ヒューマノイド研究所の他の早稲田大学の WABOT-HOUSE 研究所で製作した屋外ロボットである [4]．これは，未来画像の提示により画像伝送遅延の影

橋本研究室〒 169-8555 新宿区大久保 3-4-1

響を回避して遠隔制御が可能である．

TEL：03-5286-3233 ，FAX：03-3202-7523

5) ケミカルロボティクスグループ

E-mail：shuji@waseda.jp

数年前から，化学実験室を整備して，化学反応によるURL：http://www.shalab.phys.waseda.ac.jp/index-j.html

ロボットを実現する研究を行っている．
化学的なアクチュ47