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つくば－秋葉原で「二足歩行ロボット出前授業」が実施 |
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～ネットワークを使いロボットを遠隔操作
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つくばリサーチセンターと秋葉原ダイビル間を超高速ネットワーク「JGN II」で接続し、秋葉原会場の児童に対して、遠隔授業が行なわれた。講師は、つくば工科高等学校の学生たちが担当し、千代田区児童クラブ「いずみこどもプラザ」の小学生たちが授業を受けた【写真2】。 今回の出前授業は、一般に広く用いられているテレビ会議の中継システムではない点が大きなポイントだ。この授業では「ミラーインターフェイス」と呼ばれる新技術が利用されている。これは、つくば市とNICTが共同で研究を進めている次世代遠隔対話システム。遠隔地からのロボット操作や、遠くにいる人同士が、あたかもその場に居合わせているかのような感覚を実感できるようになっている【写真3】【動画1】。
通常のネット会議システムでは、ビクチャ・イン・ピクチャ機能によって、映像が小さなサブウィンドウとして表示される。一方、ミラーインターフェイスを利用した場合は、双方の映像が融合されて、一体化して表示できる。相手側の映像と自分の映像を半透明にして合成することで、新しい共有空間を作り出せるのだ。従来の映像では相手や対象物を指差すことはできなかったが、このインターフェイスを利用すれば、同じひとつのシームレスな共有空間の中で、「これ」、「それ」、「あれ」、「どれ」といった「こそあど言葉」によって指示できるようになる。 また、映っている自分の手で画面上のアイコンにタッチすることで、さまざまなイベントを発生させ、機器を操作することが可能だ。たとえば、ロボット系システムなどにロボットのアクションコマンドを渡すことで、遠隔地からロボットを操作できるようになる。 画面から離れてアイコンをタッチする手法は、あらかじめ登録しておいた色を追跡して、それをマウス代わりに利用することで実現している。操作位置を画像認識技術によって認識するため、ユーザーは任意の色の付いたマーカを持つ必要があるが、現在マーカレス化の手法も検討中だという。 ミラーインターフェイスでは、映像データをJEPG形式で送る。画像を25fpsほどでネットワーク経由で転送し、映像にするかたちだ。MPEG形式のほうがキレイで圧縮率も高いが、JEPG形式を利用しているのには理由がある。前述のように、フレーム単位で色を認識する必要があるため、時間的な差分デ－タから映像をつくるMPEGでリアルタイムに処理しようとすると、逆に大変な作業になってしまうからだという。 いまのところ、このミラーインターフェイスは双方向版のシステムで実験が行なわれているが、「今後は多地点化のための技術も検討していく。ミラーインターフェイスは任意の背景で実物を使った共有空間で作業できるため、いろいろなアプリケーションでの応用が利く。あと1年ぐらい実証実験を行なって、実用化へのめどをつけたい」(NICT研究員)と説明する。 ● ロボットを利用した楽しいデモとゲームで、児童も大喜び
ロボットの実演はもちろん、秋葉原会場からの遠隔操作によって、サッカーPK合戦や旗振りゲーム、玉入れゲームなどの楽しい催しも行なわれた。 サッカーPK合戦では、児童たちが映像上にあるアイコンに色の付いたマーカーを持って行きタッチすると、ネットワークを介してコマンドが送信され、つくば会場のロボットがアクションを起こすようになっていた【写真5】【写真6】【動画2】。児童はこの手の操作がとても上手で、機敏にボールを阻止していた。「とても簡単に操作できた」、「楽しいかった」という感想も寄せられた。
次に行なわれたのは、二足歩行ロボットによる旗振りゲーム。つくば会場の学生がロボットを操作し、秋葉原会場の児童と対決【写真7】【動画3】。こちらのゲームでも、やはり児童が勝利をつかんでいた。 また、ロボットハンドによる玉入れゲームも行なわれた。つくば会場の学生がロボット自体の動きを制御し、秋葉原会場の小学生がハンド部の開閉をさせる共同参加のゲームだ【写真8】【写真9】【動画4】【動画5】。
このゲームでは2台のロボットハンドが用意されており、1台のロボットアームを動かすと、もう一方のアームが同期して動くようになっている。ロボットの関節部に可変ボリュームをつけ、アームの位置を電圧の変化として検出する。その信号を、もう一方のロボットのコントロールボードに送ることによってサーボモータを動かして同期を取る仕組みだ。 学生は、片側のロボットアームを動かして、ボールを取るほうのロボットアームを操作する。子供たちはミラーインターフェース越しにロボットハンドを遠隔操作して開閉する。画面上のアイコンにタッチするとイベントが発生し、ネットワーク経由でコマンドが送られる点はサッカーPK合戦ゲームと同様だ。ただし、このコマンドデータは、つくば会場の赤外線リモコンを経由して、ロボットハンドのコントロールボード側に送られる。コントロールボードは赤外線受信回路を装備しており、コマンドを受信すると、リレー回路のオンオフでハンド部を開閉する仕組みになっている。 このロボットハンドは、つくば工科高等学校の学生たちが自作したもの。コントロールボードはH8/300シリーズ搭載の市販品を利用している。これは秋葉原の秋月通商で購入したものだという。また、ソフトウェア開発にはベストテクノロジーのフリーソフト「GCC DEVELOPERS LITE」(略してGDL)を使用し、C言語でプログラムを組んでいるそうだ。
また、このクラブを指導する同校の正影裕昭教諭は、出張授業の成果について次のように語る。「以前から生徒たちは、インターネットを利用した遠隔ロボットの実験をやりたがっていたので、実現できて大変うれしい。人前で話すロボット出張授業は、とても生徒の勉強になると考えている。競技会以外の場で自作ロボットを披露すると、子供たちがすごく喜んでくれるので、生徒たちも自信がつき、さらに良いロボットをつくりたいという意欲につながっているようだ」。 物心ついたときからデジタル技術に触れているデジタルネイティブな世代が、さらに若い子供たちにロボット技術を教える意味はとても大きいように感じられる。現在のロボット技術者が鉄腕アトムなどのアニメで育ってきたように、あと十数年後にはリアルな「ロボティクスネイティブ世代」が普通に登場しているのかもしれない。 ■URL つくば工科高等学校 情報技術研究部 http://www.tsukubakoka-h.ed.jp/seitokai/bukatu/jyouhougijyutsu/index.htm 独立行政法人情報通信研究機構(NICT) http://www.nict.go.jp/ ミラーインターフェイス http://www.ntt-tec.jp/technology/A615.html
（ 井上猛雄 ）
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