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生活支援ロボットの開発について

2005年5月20日

「聞き分け」「お供」ロボットを愛知万博で公開

東芝 (手前)聞き分けロボット (奥)お供ロボット
 
東芝 (手前)聞き分けロボット (奥)お供ロボット

 当社は、人と共存し生活支援を行うロボットのプロトタイプとして、話しかけた方向と内容を理解して受け答えする「聞き分けロボット」と、登録された人を探してついてくる「お供ロボット」を開発しました。今後これらの技術を統合したロボットの開発や、更なる高機能化を進め、高齢者の生活支援などを目的に、5〜6年後の製品化を目指します。
 なお、今回のロボットを愛知万博(愛・地球博)において6月9日から19日まで開催される「NEDOプロトタイプロボット展」に展示する予定です。

 近年、ロボット開発では、高齢者や幼児の見守りなど生活支援分野への応用が期待されています。今回の2種類のロボットは、生活支援に必要な条件として「人の言うことを理解する」「人に付き添う」機能を、高度な画像・音声認識技術を用いて実現したものです。

 「聞き分けロボット」は、6箇所のマイクで全周囲から取り込んだ音声に独自の信号処理を施し、人から話しかけられた方向と内容を認識します。これにより、挨拶した人には挨拶で返し、質問をした人には返答するなど、複数の人による全方向からの呼び掛けに対して、それぞれに回答することができます。
 「お供ロボット」は、服の色や柄などを登録しておくと視覚センサーでその人を探し当て、高速画像処理システムで人の動きを常に認識します。これにより、人が移動すれば追従し、静止すればそばで待機します。また、人を見失うと声をかけて探す機能も搭載しています。

 今後当社では、今回のロボットに、高齢者や幼児を見守り様子を家族に知らせる機能や、人の指示で家電を操作したり天気予報・ニュース・子育て知識など生活情報の検索を行う機能、ショッピングセンターなどの施設内を付き添って荷物を運搬する機能など、多様な機能を追加し本格的な生活支援ロボットとして実用化を目指します。

 当社は、研究開発ビジョンとして、技術の単純な高度化ではなく、人間にとって真に価値のある技術を生み出し社会の発展に貢献していく「ヒューマンセントリックテクノロジー」を掲げており、今回のロボットはこのビジョンのもとで開発したものです。
 なお、今回のロボットは、NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)の委託事業「次世代ロボット実用化プロジェクト(プロトタイプ開発支援事業)」の一環として開発したもので、「お供ロボット」の画像処理技術の一部は東京理科大学との共同開発によるものです。

開発の背景と狙い

 家庭内で生活支援を行うロボットの実現には、基本技術として、ロボットが人の姿や音声を認識する技術、人のそばに付き添う技術などが必要となります。今回のロボットはこうした基本技術を実現し、今後本格的な生活支援機能を搭載していくための原型となるものです。
 なお、今回の開発では、ロボットの各種機能をモジュール化し、標準インターフェースを通じてモジュール同士を組み合わせ全体のシステムを構築する「オープンロボットコントローラ」のアーキテクチャを採用しており、フレキシブルに機能を拡充することができます。

コントローラには独立行政法人・産業技術総合研究所で開発された分散オブジェクト技術(HORB)を用いています。

開発したロボットの概要

1. 聞き分けロボット
直径:約380mm、高さ:約430mm、質量:約10kg
正式名称:ApriAlphaTM V3(アプリアルファ・ブイスリー)
(特長)
全周囲からの音源に対応するため本体の上部6箇所にマイクを配置し、到達音の波形の微小な違いを分析(位相差解析)することにより音源方向を特定します。
音源方向から抽出した音声データに独自の音声信号処理を施し、内容を認識します。
これらにより、複数の人が別々の方向から呼び掛けても、それぞれに合わせた回答をすることができます。
 
2. お供ロボット
外径:約450mm、高さ:約900mm、質量:約30kg
正式名称:ApriAttendaTM (アプリアテンダ)
(特長)
独自の画像処理アルゴリズムにより、複雑な背景から人物領域をリアルタイムに抽出することが可能です。服の柄などを登録すれば、特定の人を見分けることができます。
人が移動すると、一定距離を保ちながら車輪を駆動して追従します。移動時には視覚センサーで人との距離を計測しながらスピードを調節し、また、超音波センサーを用いて障害物を回避します。
人を見失うと周囲を見回したり声をかけて探し、人を見つけると、ふたたび追従を開始することができます。


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