触れ合いやすい小型アンドロイドロボットの実現

アンドロイドロボットがどんなものかは容易に想像できる一方で，うまくつくりあげるための方法論は確立されていません．特に，表現力や感知力といった他者との関係構築における基本かつ重要な機能を十分に搭載できないままになっているため，親しみやすく，意思疎通も図りやすいというアンドロイドの潜在的価値が発揮されない状況に留まっています．その要因の一つは、アンドロイドの特徴でもある柔らかい皮膚に情報交換機能を付与し，使いこなすことの難しさにあります．人の皮膚のように柔らかくも多彩な表現力や感知力を備える高機能被覆を実現するには，既存デバイスの単純加算ではない新しい発想のデバイス開発や評価指標の策定が必要です．また，その被覆を効果的に活用するには，身体的な触れ合いが人とロボットの関係を変える機序も明らかにしなければいけません．そこで，身体デバイスの研究開発とアンドロイドへの統合，対人影響の評価と解析を軸にした研究で触れ合いやすい高機能アンドロイドの実現を目指します．

取り組み①　身体ハードウェア開発

人体のように表現力や感知力に優れ、また触れ合いやすい身体ハードウェアデバイスの設計・製造を実施しています。頭部から脚部までの機構設計や柔軟皮膚実装、さらには皮膚の触覚センサ化・ディスプレイ化にも取り組み、その特性解析や機械性能評価を行っています。

  • しなやかに動作する小型アンドロイドの上半身骨格機構の開発（代表論文へのリンク）
  • 高感度で高耐久の肉厚柔軟な触覚センサの開発（代表論文）
  • アンドロイドの顔の革新設計に向けた機械性能評価と変形制御（代表論文）
  • 接触反応実験に向けた人型骨格と触覚を備える小型のアンドロイドハンドの開発
  • アンドロイドの顔の効率設計のための人顔面皮膚の変形計測・解析（代表論文）
取り組み➁　制御ソフトウェア開発

開発した身体デバイス群の潜在的な性能を発揮させ、人との各種触れ合い実験ができるようなアンドロイド身体制御ソフトウェア群を開発しています。各種センサ入力に応じた多彩な表情を生成し、管理する頭部コントローラや、遠隔操作用GUIなどを開発しています。

  • 多様な表情を柔軟に生成するアンドロイド表情の制御器の実装（代表論文）
  • 子供型アンドロイドの開発コンセプトと展望（代表論文）
  • 期待や認知のバイアスを含む人の模倣を利用したロボットの学習アルゴリズム（代表論文）
  • 人とロボットの愛着形成実験に向けた階層的情動制御アルゴリズムの動作特性分析
取り組み➂　対人影響解析

開発したアンドロイドが人にどのように作用するかを明らかにする実験を実施しています．ハード・ソフトウェアの仕様や設定を変えた場合に印象や人の反応がどのように変わるかを解析することで、所望の印象を与え、反応を引き出すための適切な設計や制御の方法を探っています。

  • ロボット表面の触り心地の違いがもたらす性格印象変容の心理実験解析（代表論文）
  • 子供型アンドロイドの開発コンセプトと展望（代表論文）
  • 子供アンドロイドとの触れ合いにおける人の発話変容の音響解析（代表論文）
取り組み➃　アンドロイド技術の転用

アンドロイドロボットの開発・評価を通じて得られた特徴的な技術を，医療・福祉分野等，他の用途へ転用して新たな価値を生み出すことを狙っています。アンドロイド用に開発した触覚付き皮膚を高難度手術の技能評価に用いたり、人工物との接触面で生じる皮膚への負担の可視化に用いる研究を進めています。

  • 縫合結紮可能な肉厚柔軟触覚センサによる腹腔鏡手術の技能評価（代表論文）
  • 接触面における三次元皮膚負担を推定可能なセンサシートの事業化検証（関連サイト）
  • 安全で高精度の触覚センサを備える子守デバイスの開発と事業化検証