テレイグジスタンスの研究（第 35 報）－相互テレイグジスタンスロボットシステム TELESAR II の構想－
東京大学

○舘 暲， 川上直樹， 梶本裕之

Study on Telexistence (XXXV)
Conceptual Design of Mutual Telexistence Robot System TELESAR II○ Susumu TACHI, Naoki KAWAKAMI and Hiroyuki KAJIMOTO University of Tokyo
Abstract: Although conventional telexistence systems provide an operator the real-time sensation of being in a remote environment, persons
in the remote environment have only a feeling that a surrogate robot is presented, not the operator.

Mutual telexistence aims to solve thisproblem so that the existence of the operator is apparent to persons in the remote environment by providing mutual sensations of presence.
Several types of mutual telexistence are conceptually designed and TELESAR II system project is planned based on the concept.

１．はじめにテレイグジスタンスでは，ロボットの操作者は遠隔環境を現前の空間と感じ，その空間をあたかも現前空間のようにして行動することができる．また，理想的には，そこに居る人と違和感なく相対することができる．つまり，高度の臨場感が生じている．
しかし，テレイグジスタンスされた遠隔環境にいる人にとってはそうではない．ロボットが存在し，人間のような動きをして，そこから人間の声が聞こえてくるということでしかなく，本来そこに臨場しているはずの人の存在感が全くない．これでは，コミュニケーションをともなう行動にとって不都合である．ロボットを使用している人が見える透明性が必要である．そこで，ロボットを操作している人の存在感を明らかにするための相互テレイグジスタンスを実現する方法が求められている．
オリジナルのテレイグジスタンスの概念は，1980 年に生まれ，
特許 1)，最初の実験と日本での発表 2)，国際会議での発表 3)，移動型テレイグジスタンスシステム 4)，人間型ロボット 5)，二足歩行ロボットでの実験 6)が行われその実現可能性と有用性が示されている．再帰性投影技術 (RPT: Retro-reflective ProjectionTechnology) を用いた相互テレイグジスタンスの考えが，1999
年に発表され 7)，そのための予備実験も行われた 8,9,10)．本報告
では，それらの予備実験を踏まえて，CREST プロジェクトの一環として構築するコミュニケーションを目的とした相互テレイグ
ジスタンスロボットシステム TELESARII の構想を述べる．
２．相互テレイグジスタンスの分類
VR 環境に相互テレイグジスタンスすることも可能であるが，ここでは実環境に相互テレイグジスタンスする場合に限定して考察する．その場合次の二通りに大別される．すなわち，（１）共有環境が一つのみ存在する場合，（２）共有環境が存在しないか，複数の共有環境が存在する場合である．
（１）では，使用者である人間A が，Fig.1 に示すように代理ロボット A’を用いて，人間 B の存在する共有環境 [B] にテレイグジスタンスする．これは，最も一般的なテレイグジスタンスの使い方である．そこには，他の人間 C がいても良い．

Fig.1 Mutual telexistence in a common environment.

Fig.1 において相互テレイグジスタンスを実現する方法を述べる．人間 A は，例えば HMP（頭部搭載型プロジェクタ）ある
いは TWISTER11,12)のような眼鏡なしで 360 度の包囲が立体視可能な視聴覚提示システムを用いて，ロボット A’にテレイグジスタンスしている．ロボット A’の捉えた環境[B] の視聴覚情報が TWISTER によって提示され，人間 A は，ロボット A’の中に入ったような高度の臨場感を得る．
TWISTER では，このように人間 A に環境[B] に臨場しているような感覚を与えるとともに，それに配したビデオカメラシス
テムを用いて，人間 A を全包囲から観察した姿を撮影できる．
環境[B]においては，ロボット A’が人間B や人間C との相対的な位置と姿勢を計測し，それをコックピット(A) に送り，逆に，その位置と姿勢で見た人間Aの画像が，環境[B] に送られてくる．
その映像を，人間 B と人間 C は，それぞれ身に付けた HMPを用いて，ロボットに投影する．ロボットには，再帰性反射素材が塗布されているので，再帰性投影技術によりロボットに，その使用者が等身大に投影される 13)．
Fig.2 は，テレイグジスタンスする人が複数いる場合を示す．

第4回システムインテグレーション部門学術講演会(SI2003)（2003年12月19日～21日・東京）－５９０－

SY0014/03/0000-0590 © 2003 SICE

人間 A も人間 C も，それぞれの場所にあるのはコックピットであり，本質的には人間 B のいる環境 [B] にテレイグジスタンスして，環境 [B] を共有しているため，基本的には，Fig.1 と同じ状況となる．
テレイグジスタンスした使用者同士が，互いをロボットの位置に見る仕組みとして，二つの方式が考えられる．一つは，Fig.2(A) のように，ロボットに HMP を被せ，相手の姿を自分のロボットから投影する方式である．一方，ロボットからは投影せず，ロボットに搭載したカメラ映像から再帰性素材の特性を利用して相手のロボットの部分を検出し，そこに相手の映像を貼る方式（Fig.2(B)） も有効である．

Fig.3 Mutual Telexistence with plural common environments.

3. TELESAR II プロジェクト
相互テレイグジスタンスを実現する実験システムの構築を目指している．このシステムでじは，共有空間をただ一つに限定する方式を採用している．この TELESAR (TELExistence
Surrogate Anthropo- morphic Robot) II システムは，再帰性投影可能な人間型スレーブ・ロボット・サブシステム，人間の運動を計測し人間に触覚・体性感覚情報を提示するマスタ・サブシス
テム，裸眼で立体視可能な視聴覚提示サブシステム，再帰性投影サブシステムからなる．現在，そのサブシステムごとに研究開発中である．

Fig.2 (A) Mutual telexistence in a common environment byplural humans using robots with HMPs.

謝辞
本研究は科学技術振興事業団の戦略的基礎研究推進事業の一部として行われた．
Fig.2 (B) Mutual telexistence in a common environment by

参考文献

plural humans using robots without HMPs.

１）（２）の共有環境が無いか，複数存在する設定は，できれば避けたい状態である．人間 A は，環境[B]に遠隔臨場し，人間B は，環境[A]に遠隔臨場している．人間 A と人間 B が密閉型の頭部搭載型ディスプレイ（HMD）を利用して，ロボットを操縦しているとする．その場合，A の見ている環境は[B]で，B の見る環境は[A]となり，共有環境は無い．互いに，臨場感のある行動ができるので，一見問題ないようであるが，向こうから派遣されてきているロボットを見ることができず不都合である．と言うのは，A が自分の部屋にいて別の人に操られているロボットB’が見えないのは極めて危険であるからである．
従って，Fig.3 のように，自分のいる環境も見えるようにシースルーHMD や HMP などを用いることになるわけであるが，その場合には，遠隔環境に加えて，自分の存在する現前環境が互いの共有環境となる．ロボット B が見える点は良いが，両者の環境の重ねあわせがなされなくては遠隔での行動が極めて困難になる．しかし，一般的にその厳密な重ね合わせは，操作者の移動を要求し，現実的ではない．
以上の考察に基づき，Fig.1 と，Fig.2 に示す共有空間をただ一つに限定する方式を相互テレイグジスタンスの基本とした．

舘暲，谷江和雄，小森谷清： 感覚情報呈示機能をもったマニピュレータの操縦方法，特許第 1458263 号．
２） 舘暲，阿部稔：テレイグジスタンスの研究 第 1 報，第 21 回計測自動制御
学会予稿集，pp.167-168，1982．
３） S.Tachi, K.Tanie, K.Komoriya and M.Kaneko: Tele-Existence (I), Proceedingsof the 5th Symposium on Theory and Practice of Robots and Manipulators(RoManSy’84), pp.245-254, Udine, Italy, 1984.
４） S.Tachi, H.Arai, I.Morimoto and G.Seet: Feasibility Experiments on a MobileTele-existence System, Proceedings of The International Symposium andExposition on Robots, pp. 625-636, Sydney, Australia , 1988.
５） S.Tachi and K.Yasuda: Evaluation Experiments of a Teleexistence
Manipulation System, Presence, Vol.3, No.1, pp.35-44, 1994.
６） S.Tachi, K.Komoriya, K.Sawada, T.Nishiyama, T.Itoko, M.Kobayashi andK.Inoue: Telexistence Cockpit for Humanoid Robot Control, Advanced Robotics,Vol.17, No. 3, pp. 199-217, 2003.
７） S.Tachi: Augmented Telexistence, Mixed Reality -Merging Real and VirtualWorlds, pp. 251-260, 1999.
８） M.Inami, N.Kawakami, D.Sekiguchi, Y.Yanagida, T.Maeda, and S.Tachi: X'tal
Head: Face-to-Face Communication by Robot, Conference Abstracts andApplications of SIGGRAPH 2000, New Orleans, U.S.A., p. 99, 2000.
９） 財津義貴，中川高志，稲見昌彦，川上直樹，柳田康幸，前田太郎，舘暲：
テレイグジスタンスの研究 第 32 報，ヒューマンインターフェース学会研究
報告集，Vol.3，No.2,，pp.51-54，2001．
１０） 財津義貴，中川高志，稲見昌彦，川上直樹，柳田康幸，前田太郎，舘暲：
テレイグジスタンスの研究 第 33 報，日本バーチャルリアリティ学会第 6 回大会論文集，pp.443-446，2002．
１１） S.Tachi, T.Maeda, Y.Yanagida, M.Koyanagi and H. Yokoyama: A Method ofMutual Tele-Existence in a Virtual Environment, Proceedings of the 6thInternational Conference on Artificial Reality and Tele-Existence (ICAT'96),
pp.9-18, Chiba, Japan, 1996.
１２） S.Tachi: Two Ways of Mutual Telexistence: TELESAR and TWISTER, inTelecommunication, Teleimmersion and Telexistence (S.Tachi ed.), pp.3-24, IOS
Press, ISBN 1-58603-338-7, 2003.
１３） S.Tachi: Telexistence and Retro-reflective Projection Technology (RPT),
Proceedings of the 5th Virtual Reality International Conference (IVRIC2003),
pp.69/1-69/9, Laval Virtual, France, 2003.

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