aitoの日記： 2016/05/27 第４回インテリジェントホームロボティクス研究会

2016/05/27 10:01　第４回インテリジェントホームロボティクス研究会

10:00 委員長の岡田先生ごあいさつ、IHR研究会の紹介
Robot Innovation Challange（ロボット国際競技会）2020 @ Tokyo
　ものづくり分野、災害分野、サービス分野
　現在協議ルール策定中
　2018年10月にプレ大会＠ビッグサイト、2020年本大会
　サービス分野種目案
　　「我が家の一日を競う」種目
　　　　Robocup@Home協議と類似
　　店舗における各種業務自動化種目
　　　　陳列棚ロボット、接客ロボット
　　公共の場でのサービス種目
　　　　空港のインフォメーション対応（シミュレーションのみ）
　　人材育成（ジュニア部門）
　詳しいことはまだ決まっていない
Robocup 2017@Nagoya
　７月２２日～２８日（予定、変更可能性あり）
　１月後半　参加表明
　２月後半　Team description paper, videoなど提出
　３月 Qualification announcement
　Standard platform 部門実施予定、標準ロボット選定中

10:20 一人称カメラを用いた調理動作認識について（大阪工大）
初心者向け調理ナビゲーションシステム。テキストと動画によって調理の案内をするが、現状は手動で次の手順に行くので、調理動作を認識して自動的に次の手順を案内するようにしたい。
いままでは動作認識にマーカやスイッチを利用してきたが、今回はヘッドマウント型のカメラのみで動作認識を行うことが目標。
認識対象動作は切る剥く炒める加える和える洗うの６つ。色で手領域を抽出し、右手と左手のオプティカルフローから時系列移動方向ベクトルを求め、kNNで認識。
認識対象器具は包丁・まな板・ピーラー・フライパン・フライ返し・ボウル・鍋・菜箸。
領域候補にSelective searchを利用。Caffeを利用して物体認識。物体認識は動作の開始時のみに実行する。手で隠れやすい器具とそうでもない器具で認識手法を変えている。
レシピ分析から器具の事前確率を計算し、また器具と動作の同時確率分布から認識を行う。
動作認識では、移動方向だけでは性能が低い。調理器具推定と組合わせることで性能向上。

10:40 正直シグナルのロボットへの応用～ホームロボットに正直シグナルは必要か？～（電通大）
合コンを例に説明。「正直シグナル」(Honest Signals)とは無意識のシグナリング（いわゆる「空気を読む」ための「空気」）。
サービスロボットに「正直シグナル」を実装した場合、人にどのような印象を与えるのか。そのために、まず人間同士の対話を３０秒計測し、１秒間隔で特徴量を抽出。特徴量は、パワー平均と分散、発話時間、運動のエネルギーと分散（話し手と聞き手で10次元）。
使っているロボットはKobuki（丸いロボット）。動きは前後移動と回転のみ。発生する音はビープ音みたいなやつだけ。音声と動きを人間同士の特徴と合わせた場合と、動き・音声それぞれの誤差を大きくした場合の結果を比較。アンケートの結果から、音声の誤差を増やすと「人間的」「相互性」の評価が下がる。特徴量とアンケートスコアの相関から、「人間性」「相互性」と音声のパワー（分散も）は高い負の相関、「意図性」と運動エネルギー・発話時間に高い負の相関がある。

11:00 オンラインマルチモーダルHDPに基づくロボットによる概念の長期学習（電通大）
概念と語彙の自動獲得。提示されたマルチモーダル情報と音声を同時に処理することで、提示した画像の抽象化と音声からの単語の獲得を同時に達成する。マルチモーダル情報は視覚、触覚（ロボットが物体を握る）および聴覚（物体を振ったときの音）。言語とマルチモーダル情報を扱う確率モデルMHDPはノンパラベイズで物体のカテゴリ数を自動で推定する。単語を推定するときにはHPYによる自動形態素解析を使っているそうだ。実験では１ヶ月間学生さんが物体を教え続けた。約500個の物体を学習。最終的に、61.7%で全物体を分類できるようになった。また音声認識精度・言語モデルのＰＰともに改善。

11:20 クラウドロボティクスの基盤技術と実世界の意味を扱う対話への展望(NICT)
杉浦さん。クラウドロボティクスについてのレビュー。
実世界情報を扱う言語処理では、現状まだ十分な対話ができていない。
テキストに現れない情報の推定についての従来研究。GoogleのShow and Tellなど。
ロボットの世界では、コーパスが画像などの世界に比べて遙かに小さい。音声・画像・NLPと同じアプローチを、把持・軌道計画・対話・シミュレーションなどに対して適用できないか。
参考：Robo brain (Arxivに論文あり RSS2014の招待講演ビデオがおすすめ）
参考：Robocup@Homeでは5個までクラウドサービスが使える（要申告）
CRESTのプロジェクト紹介。rospeex（音声認識・合成クラウドサービス）
　３万ユニークユーザ
　ロボット向け音声合成、他言語音声認識
　ロボットミドルウェア対応
実証実験：クラウド基盤により「ロボット対話開発者が共有する問題」が解析できるようになった
　クラウド音声認識の時間短縮：音声の分割送信によりRTF改善
　対話の5割は一問一答
　音声合成リクエストは個人依存性が高く、キャッシュを使えば高速化できる
　　約半分は履歴に含まれる発話、各自が使用している文は200種類程度
研究者がクラウドサービスを作るときに気をつけること
　プラス面
　　学習済みモデルを公開する必要がない、ロボット以外も使える、アクティブユーザ数が測れる
　マイナス面
　　知名度が高くなると攻撃やAbuseの対象になるおそれ
　　サーバ監視者にインセンティブを与えにくい
　これからクラウドサービスを作りたい人へ
　　なにで成功を測るか、ユーザのインセンティブを本気で考えたか
　　「Google, Microsoftなどが作るかもしれない」を気にしすぎない

午後から、Robocup Japan Openの@Homeの上位チームによる技術解説セッション。

13:20 ＠ホームにおける電通大の技術（電通大）
長井先生。
最初に、＠ホームリーグの概要。
電通大チームのポリシー：研究要素を入れてチャレンジする
2008年ジャパンオープン： 最初は2チーム　→　世界大会で1位
　ファイナルは画像認識＋音声認識
2009年ジャパンオープン：2チーム　世界大会：2位
　ファイナルは模倣学習
2010年ジャパンオープン：3チーム　世界大会：1位
2011年ジャパンオープン：6チーム　世界大会：予選落ち
　ハードトラブル多し
2012年ジャパンオープン：10チーム　世界大会：2位
　物体認識（赤外線の反射率を使った）
2013年ジャパンオープン：10チーム　世界大会には注力しない
　ユーザの習慣の学習（mMLDA）
2014年ジャパンオープン：10チーム
　GPSRに力を入れる
　機械学習による命令理解（命令文→BoF→SVMによる行動セット認識）
2015ジャパンオープン：2位　世界大会（中国）
　大型資金の獲得（CREST）　研究要素＋客観的な評価の場
CRESTプロジェクトの概要（記号創発ロボティクス）
　創発システム＋クラウドロボティクス
2016年ジャパンオープン：トヨタHSR

13:50 Hibikino-Musashi@Homeチームにおけるロボット開発（九工大）
学生プロジェクトとして2010年に発足
　2015年：3位、2016年：準優勝
歴代のロボット：一時期カバーが着いていたが、メンテナンス性を重視して最近はカバーなし
対話、物体把持
ホームサービスロボットExi@（エクシア）
過去のシステム：
　サーバ・クライアント間でフラグをやりとり
　ソフトウェア同士はSocket通信
　ヒューマンエラーが多く、信頼性が低い
最近のシステム：全面的にROSに以降
　ロボット向けオープンソースパッケージが豊富
基本技術：注文を取り、物体をつかみ、元の場所に戻る
　アーム制御：ARマーカでビジュアルフィードバック
　音声認識：Julius 音声合成：OpenJTalk
　ロボットのシーケンス設定のためにステートマシンを設計
　GoogLeNetにいおる物体識別　フレームワークはCaffe
　　回転テーブルを使った物体学習
ロボットにFPGAを導入
　PCには重い処理を並列化する
研究を実装するプラットフォームとしてのロボット
　脳波を用いたナースコールロボット
　非接触バイタルセンサ（電界共振型センサ）
抗議で活用する実習教材
　「カーロボ連携大学院」での実習に活用

14:10 GPSR向け音声対話システムにおける対話管理（大阪工大）
鈴木基之先生。
GPSR(General Purpose Survice Robot)について。
　何をどういわれるかわからない
　　表現はその場でランダムに生成（事前には未公開）
　命令を適切に理解
　　命令は3つの動作からなる
　　　「キッチンに行って、コーヒーを持って、戻ってきて」
　　　「キッチンにあるコーヒーを持ってきて」など
　　部屋や物体の名前は与えられている
　ユーザ主導の対話でなければならない
　不完全な情報は聞き返す必要がある
意味解析の方法
　格フレームによる意味解析
　　係り受け解析、動詞と格による意味理解
　　助詞や助動詞が重要：音声認識では誤認識が非常に多い
　　→認識率の低い環境では使えない
　スロット埋めによる意味理解
　　タスクごとにスロットを定義
　　複数の仮説を立て、もっとも必要な情報が得られたタスクを採用
基本的な流れ
　スロットとそこに入る単語リストを想定
　発話中からスロットに対応する単語を抽出
　空きスロットを問いかける応答を生成
　助詞が重要な場合は助詞付き単語（「キッチンから」など）を定義
複数の文への対処
　入力文を動詞で分割→分割された文ごとに解析
　動詞で切れない表現は別にタスクを容易
　　「キッチンにあるコーヒーを持ってきて」など
動詞スロットの扱い
　タスクを選択する際に動詞は重要→動詞もスロットで表現
　動詞スロットが空欄で、競合タスクがあれば聞き返し
　競合するタスクがなければ聞き返さない
質問文の生成
　テンプレートを利用
音声認識・合成：Julius+OpenJTalk

14:40 今回のロボットブームに期待すること：到達すべき一里塚は？（森山和道）
前回のロボットブーム（10年前）
　自動車業界系：モビリティ
　家電・PC系
　愛知万博(2005)がピーク
今回のロボットブーム
　BtoB分野の期待と、BtoC分野の期待が入り交じっている
　産業用分野と非産業用分野が入り交じっている
　ロボットスタートアップは世界的
　　高速インターネット
　　スマホ＋メイカームーブメント
　　投資マネー
ソニーが再びロボット＆人工知能へ
ロボット実用の４要素
　ハードウェア、ソフトウェア、運用、付加価値サービス
　　技術者は正直に（できないことをできると言うな）
いろいろなロボット
　Disney Research テレブレゼンスロボット
　ROSが8周年
　AutoStore
　楽天ドローン配送
　オリオン機械　搾乳ロボット
　イチゴパック詰めロボット
なぜロボットブームは起き、終わるのか
　期待されているから、期待にそぐわないから
ブームに終わらせないためには
　期待のハードルを下げる、期待に応える
　技術レベルを挙げる
　現場と人の意識を変えて、現状技術とすりあわせる
動物にしか神経系はない
　動くことと知能との関係
柵なし産業用ロボット
　人と協働するロボット
　ロボット専有面積が縮小、小規模工場での活用が可能に
Universal Robot presentation 2005-
Kawada Robotics NEXTAGE
ライフロボティクス CORO
　福祉用途→産業応用
Doog追従運搬ロボット「サウザー」
　行楽施設用二人乗りモビリティ「モビリス」
未来機械
　ソーラーパネル掃除ロボット（砂を自動除去）
「導入しやすさ」がハードルの高さを決める
ブームに乗ろうとしている人たちへ
　歴史に学べ
　良いもの＝売れるものではない
　「役に立つ」だけでは不十分
ブームが確実に残すもの：次世代
日本の状況
　人口減少（特に労働者人口）
　第四次産業革命による産業構造改革
人工知能やロボット等による代替可能性が高い職業
コミュニケーションロボット
　ペット、アバター、キャラクター
最近のロボット関連のデモを見ると
　人と機械ののインタラクションをなめすぎ
　従来研究をふまえていない
　ソフトウェア開発者の層が薄い
論文だけでは不十分
　現場ではノウハウが大事
新しい評価法が必要
　オープンデータやプラットフォームは維持管理が大変な割に今の枠組みでは評価されにくい
最近のトレンドと今後の予想
　実世界情報を計算機で扱えるように
　家庭用掃除ロボットもSLAM
Amazon Echo, Google Home
Google vs. Nuance
デバイスの消失
　デバイスを操作して到達するウェブサイトから偏在するサービスへ
Amazon picking challange
物体認識、音声認識、3Dモデル化など先進技術のコモディティ化
非構造化環境のさらなる構造化、より自然なインタラクション
ロボット事業は難しい
　資金力のないベンチャーは持たない、頭のいい人は挑戦しない
Roombaについて
テクノロジーがもたらした家事労働の変化
　「お母さんは忙しくなるばかり」
サービスロボットが目指すべきヒントは家政学の中にあるのでは？
人のふるまいを制約する４要素：法、規範、市場、アーキテクチャ
新技術は既存のインフラを下敷きにして発展する
　次に下敷きになるインフラは何か
ロボット普及の問題の洗い出し
　なぜ掃除ロボットは普及したのか？

15:50 次世代アクチュエータが創る人とロボットが共生する未来（大阪大学　仲田佳弘）
空電ハイブリッドアクチュエータの小型実用化「InnovActuation」（仮称）
「アクチュエータの錬筋術」→筋肉が究極のアクチュエータ
向上においてロボット化されている部分は一部
　ロボットを人と同じ空間で共働・共生させる
ロボットと人の物理的接触が避けられないタスク
空電ハイブリッドアクチュエータ
　出力と応答性の両立
　小型・軽量化　実用に耐え、汎用性が高い
柔軟アクチュエータ
　空気圧：大出力だが俊敏性にかける
　リニアモーター：俊敏だが出力が出ない
シーズ技術
　空気圧シリンダにリニアモータを仕込む

16:10 睡眠時の気道閉塞症状を軽減する頸部位置推定および頸部昇降機能付き枕デバイス（奈良先端大　西村祥吾）
睡眠時のいびき・無呼吸状態を改善するデバイス。枕型で、圧力センサによって寝ている姿勢や頭の位置をセンシングし、16個のエアバッグを制御することによって気道を確保する。
姿勢判別には、圧力センサの値を特徴量とした機械学習(Random Forest)で行う。動作時は頭と頸部のエアバッグを動作させ、頸を押し上げることで気道を確保する。

16:30 育児支援ロボットで創る開放的子育てスタイル（電気通信大学　阿部香澄）
育児支援ロボット。遠くから子供とふれあえるロボットで、祖父母に孫を見てもらうためのテレプレゼンスロボット。自動的に子供を追跡してそちらの方を向く。遠隔操作も可能。ビデオチャットをしながら子供と遊びができる機能を搭載。ビデオチャットだけだと子供が飽きて続かない。子供の興味を引きながら、母親以外とふれあえるようにすることが目的。開発の際の苦労話や注意点などもあった。