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人とビーチボールを打ち合うロボットの開発について

1997年2月17日

 当社は、人間の動きに合わせて適切な動作ができる次世代ロボットの1つの モデルとして、人間を相手にビーチボールを打ち合うことなどができるロボットを 開発しました。

 今回開発したロボットは、画像処理や音声認識、力制御などの要素技術を開発し、 組み合わせることによって、さまざまな動きをすることができます。具体的には、

  1. 人間の音声による命令を認識し、指定された色のビーチボールを拾うことが できます。

  2. 人間が打ったビーチボールの動きを瞬時に判断し、適切に相手に打ち返すことが できます。

  3. 人間の顔の濃淡パターンから、個人を識別することができます。

  4. 集団の中から手を振っている人間を特定することができるなど、人間の動作を 認識します。

  5. 握られた力に対して、適切な力で柔軟に人間と握手をすることができます。


開発の背景

     21世紀のロボットは、プログラムされた動作だけでなく、人間の動きや場面に 合わせて臨機応変にさまざまな動作ができる存在として、病人を介護するロボットや 簡単な指示で複雑な作業を行う製造ロボットなどが登場してくると予想されます。

     現在あるロボットは、作業対象物を決められた位置に正確に置く必要があります。 また、作業を行う際にロボットアームの関節角度の設定など作業動作をあらかじめ 細かくプログラムすることも必要です。このため、ロボットが行える動作には大幅な 制限があります。

     当社は、このような問題に対応し、高速画像処理技術や音声認識技術、顔認識技術、 力制御技術などを結集することによって、どこに飛んでくるか分からない人間が 打ったビーチボールの動きを瞬時に予測しながら適切に相手にボールを 打ち返すことなどができるロボットを開発しました。

     なお、本ロボットは、3月4日から9日まで有楽町駅前の東京国際フォーラムで 開催する「TOMORROW21東芝技術展」に出展し、デモンストレーションを行う予定です。



本開発品の主な特長

  1. ロボット本体に取り付けられた高速画像処理が可能な2つの小型カメラによって、 毎秒60枚の画像データを取り込み、色によって特定されたボールの3次元位置計測を リアルタイムで行い、ボールの軌道を推定し、ボールを打ち返したり、落ちた ボールを拾い上げることができます。

  2. 人間の特定の動き、例えば「手を振る」という動きを登録しておけば、 その動きに近い人間を対象物として認識することができます。

  3. 人間の顔の濃淡パターンによって人間の顔を識別する顔認識技術によって、 個人を識別することができます。

  4. 話し言葉で入力された音声命令を分析し、周波数パターンとして認識する 音声認識技術によって聞き取り、動作することができます。

  5. 手首にあたる部分に外力を感じる力センサーを取り付けて、腕の肩、肘、 手首の関節に力を配分することによって、人間の握手に対して柔軟な動きで 対応することができます。



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