iPhoneと組み込み技術で未来を考える(1) ―― 見守りシステムやパートナ・ロボットはこう変わる

●iPhoneを使って遠隔操作

　iPhoneを遠隔操作に利用する場合，マルチモーダル・インターフェースを効果的に使えるかどうかが，遠隔操作の利便性を左右します．写真3に，iPhoneの加速度センサを用いて，ロジクールのパン・チルト・カメラ（レンズの向きを上下左右に制御できるカメラ）を制御している様子を示します．ノート・パソコン（Mac）にこのカメラを接続し，画像を見ながらiPhoneの加速度の変化を利用して直感的な操作を行っています．

写真3　iPhoneを用いたパン・チルト・カメラの制御

 　また，写真4は，ロボットの視覚情報を用いて遠隔操作を行うため，2台のiPhoneを手帳型ケースに実装したものです．写真4(a)のロボットから送信されるカメラ画像を用いて，写真4(b)の画面上でジェスチャ・ナビゲーションを行っています．

写真4　遠隔操作ロボットから見える画像〔(a)〕と遠隔操作画面〔(b)〕

　タッチパネル上でロボットのナビゲーションを試みる際に，以前はApple社のPDA「Newton Message Pad」を用いていました（図2）．

図2　Newton Message Pad上でのロボットの誘導

　今回，iPhoneを使用してみると，ジェスチャ操作が非常に快適でした．ここでは，仮想空間内のロボットをタップ（タッチ）するとロボットが停止し，ナビゲーション・モードに入ります．ユーザが画面上で軌跡を描くと，ロボットがそのとおりに追従します（図3）．こうしてロボットを操作したり，ロボットにパフォーマンスを行わせることができます．

図3　iPhone上でのジェスチャ・ナビゲーション

　遠隔操作を実現する上で最も重要な要素の一つは，ユーザがあたかも仮想空間内のロボットを実環境のロボットのように遠隔操作できることです．そのためには，ロボットが知覚した環境情報をできる限りリアルにユーザに伝える必要があります．また，必要な情報を抽出し，できるだけ少ないデータ送信量で「可視化」する必要があります．

　図4は，現在，開発中ですが，建物の中で動いている移動ロボット（筆者らはMOBiMacと呼んでいる）の位置が随時iPhoneのシミュレータ上に反映されている様子を示しています．ロボットは，レーザ・レンジ・ファインダ（LRF）で距離を計測し，地図を作成しながら，その地図上のロボット自身の位置を特定しています（これをSimultneous Localization and Mappingと呼ぶ）．
 

(a) 建物の中で動いている移動ロボット　

(b) iPhone画面の中の移動ロボット

(ｃ) ジェスチャ・ナビゲーションによる遠隔操作の様子
図4　移動ロボットの位置が随時iPhoneのシミュレータ上に表示されている

　このような遠隔操作の環境を人とコミュニケーションを行うパートナ・ロボットに拡張した概念図を図5に示します．左側の子どもはパソコン型のパートナ・ロボットと触れあっていますが，ロボットが計測したデータを遠隔操作を行っている右側の大人に送信し，その大人が送信された情報を見ながらロボットを遠隔操作しています．

図5　iPhoneを用いたパートナ・ロボットの遠隔操作

　ここで，パソコン型のパートナ・ロボットは，遠隔操作を行っている人間の（高次の）指令を反映しながら，実環境の条件のもとで障害物を回避したり，人間を追従するなどの（反射的な低次の）動作を行ったりしています．このように遠隔操作では，全ての操作をiPhoneから行うのではなく，高次の行動制御を行い，ロボット自身は低次の動作制御を行うように役割分担することができます．

　ここでのiPhoneの強みは，加速度センサを用いたパン・チルト・カメラの制御や，直感的なジェスチャ・ナビゲーションが行えること，可視化された環境情報の高速描画など，ストレスの少ない操作環境が提供できることです．このように，iPhoneを用いることにより，人と機械，さらには，人と人をつなぐための次世代の組み込み機器のライフ・ハブとして，さまざまなシーンで活躍することが期待され，新しい活用方法の提案が楽しみです．

（第2回に続く）

くぼた・なおゆき
首都大学東京大学院 システムデザイン研究科 准教授