2D/3D視線制御に基づく肢体不自由者向けの生活支援ロボットの実現

概要

本研究では，図．1 に示すように，視覚障害がない肢体不自由者の日常生活によくある感知、移動、操作など具体的なニーズを満たすためのロボット支援の実現を目的としている．特に，車いす利用による自律移動やロボットアームによる操作支援などロボット支援に加え，肢体不自由者だけでは実現困難になる周囲環境に対する感知支援（例，車いすに座っているユーザーが冷蔵庫上部の中にある食品（目視不可能）を探したい）を実現している．

提案手法の有用性を検証するために，以下の応用シナリオで実験検証を行った．車いすに座っているユーザーが視線制御のみでロボットシステムを利用して約5メール離れている棚（高さ：約1.15 メール）の上に置いてある段ボールの中から目標ペットボトルを取り出す．車いすに座っているユーザーの視点からは段ボールの中に入っているものを見ることができないため，視線制御を利用して車いすによる移動支援、ロボットアームの手先にあるカメラによる感知支援およびロボットアームによる操作支援を一連の流れで実現する.

Fig.1 Proposed concept

Fig.2 Developed system

Fig.3 Snapshots of experimental process

参考文献

1. Y. Cao, S. Huang, S. L. Sørensen, Y. Yamakawa and M. Ishikawa: A Wearable Real-Time 2D/3D Eye-Gaze Interface to Realize Robot Assistance for Quadriplegics. IEEE Access, vol. 13, pp. 155259-155276, 2025, doi: 10.1109/ACCESS.2025.3603617
2. Chunxin Yang, Shouren Huang, Yuji Yamakawa, Masatoshi Ishikawa: Design of a Robotic Assistance System for Individuals with Disabilities Based on a Wearable 2D/3D Gaze Control Interface. Proceedings of the 2025 IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems (CBS), pp.662-668, 2025.
3. Shouren Huang, Sune Lundø Sørensen, Yongpeng Cao, Masatoshi Ishikawa, Kjærgaard Mikkel, Yuji Yamakawa: Robotic Assistance for Extended Sensing, Locomotion and Manipulation by Gaze Control,2023 32nd IEEE International Conference on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN)
4. 黄 守仁,Sørensen Sune Lundø, Cao Yongpeng, Mikkel Kjærgaard, 石川 正俊, 山川 雄司: 2D/3D視線制御に基づく肢体不自由者向けの生活支援ロボットの実現,第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2023)(新潟,2023.12.14)/講演会論文集,pp.130-132