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| 序論 次世代ロボットの産業化を目指して |
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| 1． | はじめに |
| 1.1 | 日本のロボット産業の現状 |
| 1.2 | ロボットの効用 |
| 2． | 次世代ロボット開発の取り組み |
| 2.1 | 次世代第二次産業用ロボット |
| 2.2 | 第一次産業用ロボット |
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| 2.3 | 第三次産業用ロボット |
| 2.4 | 家庭用ロボット |
| 3． | 次世代ロボットの産業化を目指して |
| 3.1 | 次世代ロボットの普及予想 |
| 3.2 | 求められる取り組み |
| 4． | おわりに |
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| 第1編 パートナーロボットの普及要素 |
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| 第1章 対話 |
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音声認識 |
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| 1． | はじめに |
| 2． | システム概要 |
| 2.1 | タスク |
| 2.2 | ハードウェア |
| 2.3 | 対話シナリオ |
| 2.4 | キャラクタ |
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| 3． | ソフトウェア |
| 3.1 | 対話管理 |
| 3.2 | 応答生成 |
| 3.3 | 音声認識 |
| 4． | むすび |
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| 1． | はじめに |
| 2． | スケーラブルな大語彙連続音声認識フレームワーク |
| 2.1 | 音響モデル |
| 2.1.1 | MDL基準に基づく混合ガウス分布数削減 |
| 2.1.2 | ガウス分布の対角共分散行列の共有化 |
| 2.1.3 | ガウス分布木構造化に基づく高速計算 |
| 2.2 | 言語モデル |
| 2.3 | サーチ |
| 2.4 | コンパクト化評価実験 |
| 2.4.1 | 音響モデル |
|
|
| 2.4.2 | 言語モデル |
| 2.4.3 | サーチ |
| 2.4.4 | 統合結果 |
| 3． | 応用システム |
| 3.1 | 旅行会話向け自動通訳PDA |
| 3.2 | 携帯電話マニュアルの音声検索システム |
| 3.3 | 電話大語彙姓名認識システム |
| 3.4 | コンタクトセンタ向け音声認識 |
| 3.5 | 放送講演認識システム |
| 4． | まとめ |
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| |
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|
| 1． | はじめに |
| 2． | アルゴリズム |
| 2.1 | 概要 |
| 2.2 | 情報統合を用いた発話検出 |
| 2.3 | 適応ビームフォーマを用いた音源分離 |
|
|
| 2.4 | 音声認識とモデル適応 |
| 3． | ハードウェア |
| 4． | HRP―2への実装 |
| 5． | まとめ |
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| 1． | 音声認識とは |
| 2． | 音声認識の基本的な仕組み |
| 3． | ロボットが人の言葉を認識するために |
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| 4． | 実環境での使用 |
| 5． | 不特定話者の実現について |
| 6． | これからの課題 |
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音声合成 |
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| 1． | はじめに |
| 2． | ルールベース合成とコーパスベース合成 |
| 3． | HMMに基づく音声合成 |
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| 1． | まえがき |
| 2． | テキスト音声合成処理 |
| 2.1 | テキスト解析 |
| 2.1.1 | 形態素解析 |
| 2.1.2 | アクセント結合 |
| 2.1.3 | 係り受け解析 |
| 2.2 | 韻律制御 |
|
|
| 2.3 | 音声合成方式 |
| 2.3.1 | 音声合成単位 |
| 2.3.2 | 合成方式 |
| 3． | 拡張機能 |
| 4． | 製品バリエーション |
| 5． | あとがき |
|
| |
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 文音声合成とフレーズ音声合成 |
| 3． | 音声コーパス |
| 4． | 音声合成システムSpeeCAN |
| 4.1 | テキスト解析 |
| 4.2 | 探索 |
|
|
| 4.3 | 音声単位の接続 |
| 5． | SpeeCANを用いた合成音声作成 |
| 5.1 | 合成可能性の検討 |
| 5.2 | 音声単位のチューニング |
| 6． | さらなる肉声を目指して |
|
| |
 |
言語 |
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|
| 1． | まえがき |
| 2． | 連想・感性ネットワークと意識ネットワーク |
| 3． | 連想・感性ネットワークの構築とデータベース化 |
| 3.1 | 連想語の発見、連想値そして感性値 |
|
|
| 3.2 | データベース化について |
| 4． | ロボットへの応用と考察 |
| 5． | まとめ |
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| |
| 第2章 動作 |
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|
顔の動き |
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| 1． | はじめに |
| 2． | 表情の重要性 |
| 3． | 空気圧シリンダーのサーボ制御 |
| 4． | 口の周りの動作 |
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|
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| |
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 表情表出のメカニズム |
| 3． | 顔ロボット1号機の開発 |
| 3.1 | フレキシブルマイクロアクチュエータ：FMA |
| 3.2 | 1号機の全体構成 |
| 3.3 | 表情表出 |
| 4． | 顔ロボット3号機の開発 |
| 4.1 | McKibben型人工筋肉 |
|
|
| 4.2 | 3号機のシステム構成 |
| 4.3 | 3号機の内部構造と表情表出 |
| 5． | ロボット受付嬢SAYA |
| 5.1 | 受付業務内容 |
| 5.2 | システム構成 |
| 5.3 | ロボット受付嬢の効果 |
| 6． | まとめと今後の課題 |
|
| |
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 顔表情ロボットの開発と感情表現について |
| 2.1 | 顔表情について |
| 2.2 | 口の開閉について |
| 2.3 | 目の表情について |
|
|
| 3． | 意識と感情表現の理論 |
| 4． | 会話に合わせた自然な顔表情を実現するシステム |
| 5． | まとめ |
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四肢の動き |
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| |
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|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 歩行モデルとGAの基本的利用 |
| 2.1 | 三次元全身神経筋骨格モデル |
| 2.2 | GAによる神経系パラメータの調整 |
| 2.3 | 歩行シミュレーションにおけるGAの有用性 |
|
|
| 3． | GAの応用 |
| 3.1 | 神経系構造の自律的獲得 |
| 3.2 | 進化シミュレーション |
| 3.3 | 医療福祉応用 |
| 4． | おわりに |
|
| |
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | CPGモデル |
| 2.1 | RNNモデル |
| 2.2 | CPGモデル |
| 3． | NP法 |
|
|
| 3.1 | 摂動法 |
| 3.2 | NP法 |
| 4． | 運動学習 |
| 5． | 実機HOAPによる実証実験 |
| 6． | おわりに |
|
| |
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 実効筋概念の導入 |
| 2.1 | 下肢拮抗2関節筋について |
| 2.2 | 上肢拮抗2関節筋について |
| 2.3 | 実効筋概念の導入 |
| 3． | 基礎的制御機能Animal Inspired Technology |
| 3.1 | 出力・出力方向制御 |
| 3.1.1 | 動作筋電図学的解析 |
| 3.1.2 | 拮抗2関節筋装備2関節リンク機構先端出力の力学的解析 |
| 3.1.3 | ロボット工学的解析 |
| 3.1.4 | 拮抗筋群の協調活動を再現する神経回路網 |
|
|
| 3.2 | 剛性制御 |
| 3.3 | 軌道制御（力と変位の関係） |
| 4． | ロボット工学的応用Animal Inspired Robot |
| 4.1 | BiCCOM OKI―ARM |
| 4.2 | BiCCOM OKI―LEG |
| 5． | 総括論議 |
| 5.1 | 生体の運動解析に自由度の概念は適用できない |
| 5.2 | ロボット工学領域 |
| 5.3 | ヒューマンシミュレーションモデル領域 |
| 5.4 | 工業デザイン領域 |
| 5.5 | 身体運動学関連領域、人類学領域、等々 |
| 6． | おわりに |
|
| |
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 脊柱構造の設計と実装 |
| 2.1 | 縮みバネ型脊椎を持つモグラ規範型行動体 |
| 2.2 | 体幹の可変剛性を利用した全身運動 |
| 2.3 | 椎骨の弾性体連結駆動構造 |
| 2.4 | 球面ジョイント型脊椎を持つ行動体 |
| 2.5 | 空気圧人工筋による冗長駆動型脊椎体幹 |
|
|
| 3． | 肋骨を利用するヒューマノイド「腱太」 |
| 4． | 肩甲骨を備えたヒューマノイド「小太郎」 |
| 4.1 | 復元力を持つ脊柱構造 |
| 4.2 | 肩甲骨構造 |
| 4.3 | 脚と筋ユニット |
| 5． | おわりに |
|
| |
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 人の動きの取得 |
| 3． | 動作の再現における問題 |
| 4． | タスクモデルに基づく動作再現の枠組み |
| 5． | 脚タスク認識 |
|
|
| 6． | 脚タスクモデルによる脚軌道生成 |
| 7． | 上半身タスク：留めと軌道生成 |
| 8． | 全身バランス調整 |
| 9． | まとめ |
|
| |
|
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|
|
|
|
| |
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|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | イオン伝導アクチュエータ |
| 2.1 | 動作原理 |
| 2.2 | 特徴 |
| 2.3 | 生物運動模倣モデル |
| 2.3.1 | 変位速度の異なるデバイス |
| 2.3.2 | 多連結デバイス |
| 2.3.3 | グリッパーデバイス |
| 2.3.4 | 多連結多足デバイス |
| 2.3.5 | 面アクチュエータ（人工皮膚） |
| 2.3.6 | 眼モデル |
| 2.3.7 | ロボットハンド |
| 2.3.8 | 魚ロボット |
|
|
| 2.4 | オートフォーカス |
| 2.5 | 4方向素子 |
| 2.6 | マイクロ能動カテーテル（チューブ状素子） |
| 2.7 | センサ機能 |
| 3． | 導電性高分子アクチュエータ |
| 3.1 | 動作原理 |
| 3.2 | 作動特性 |
| 3.3 | 応用 |
| 3.3.1 | フィルム状アクチュエータ |
| 3.3.2 | 人工筋繊維 |
| 3.3.3 | 平面状金属電極との複合構造体 |
| 4． | 今後の開発 |
|
| |
| 第3章 形状 |
|
|
|
|
質感 |
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| |
| 第1項 人間そっくりの外観を持つロボット製作の概要 |
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 人間そっくりということ |
| 3． | 設計手法 |
| 4． | 内骨格の構造 |
|
|
| 5． | 外装 |
| 6． | 外装負荷とアクチュエータ選定 |
| 7． | まとめ |
|
| |
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 柔らかい人工皮膚の材料と実装技術 |
| 2.1 | 基材 |
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|
| 2.2 | 配線および電極 |
| 2.3 | センサ素子および回路部品の実装 |
|
| |
|
操作系 |
|
| |
| 第1項 マンマシンシナジーエフェクタ（人間機械相乗効果器） |
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | ロボット：人と環境とのインターフェース |
| 2.1 | 直接接続 |
| 2.2 | 非力学的インターフェース（代替接続・遠隔接続） |
| 2.3 | 力学的インターフェース（並列接続） |
| 2.4 | 力学的インターフェース（直列接続） |
| 3． | 仮想パワーリミッタシステムによるマンマシンシナジーの実現 |
|
|
| 3.1 | 非対称なパワー伝達 |
| 3.2 | マンマシンシナジー |
| 4． | マンマシンシナジーエフェクタの開発 |
| 4.1 | パワーエフェクタ |
| 4.2 | パワーフィンガー |
| 5． | おわりに |
|
| |
| 第2項 役立つロボットを目指して〜レスキューロボットT―52援竜について〜 |
|
|
| 1． | レスキューロボットの現状 |
| 2． | （株）テムザックの取り組み |
| 3． | 援竜の特徴 |
| 4． | 消防救助隊との合同訓練 |
| 5． | T―52援竜スペック |
|
|
| | 援竜本体 |
| 6． | （株）テムザックについて |
| 7． | 発明の内容 |
| 8． | 開発の経緯 |
| 9． | まとめ |
|
| |
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 把持と動作の分類 |
| 3． | ハプティックデバイス |
| 3.1 | 道具媒介型 |
| 3.2 | 対象指向型 |
|
|
| 3.3 | エグゾスケルトン型 |
| 4． | スレーブロボットハンド |
| 4.1 | アクチュエータ内蔵型ロボットハンド |
| 4.2 | アクチュエータ外部設置型ロボットハンド |
| 5． | おわりに |
|
| |
| 第4項 操作性の優れたパワーアシストスーツの開発を目指して |
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | パワーアシストスーツの開発 |
| 3． | ロバスト正則化問題と可解条件 |
| 4． | 同時最適化設計 |
| 4.1 | アルゴリズム |
|
|
| 4.1.1 | 問題設定 |
| 4.1.2 | 拡張された線形化法 |
| 4.2 | 基本的な数値例 |
| 5． | パワーアシストスーツの展望 |
| 6． | おわりに |
|
| |
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 基本設計 |
| 3． | 歩行制御法 |
| 3.1 | 歩行パターンの生成 |
|
|
| 3.2 | 仮想コンプライアンス制御 |
| 4． | 自重支持トルク低減機構 |
| 5． | 階段昇降 |
| 6． | おわりに |
|
| |
|
ロボットデザイン |
|
| |
|
|
|
| 1． | ロボット開発とデザイン |
| 1.1 | ロボット開発 |
| 1.2 | ロボットデザイン |
| 1.3 | ロボット実用化とデザイン |
| 2． | 実機製作例 |
| 2.1 | クロイノのコンセプト |
|
|
| 2.2 | SHIN―Walkとは |
| 2.3 | フレームの構造 |
| 2.4 | クロイノのデザイン要素の解説 |
| 2.5 | 軸配置 |
| 2.6 | モーションデザイン |
| 3． | おわりに |
|
| |
|
|
| |
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | プロジェクト背景の変遷 |
| 3． | ロボットデザイン |
| 3.1 | 新たなデザイン分野と複雑さ |
| 3.2 | デザインは「計画と設計」 |
| 4． | フレームデザインと意匠デザイン |
| 5． | デザイナーのかかわり「Pull型手法」の特徴 |
| 6． | 形態とメカニズムとシステムの関係 |
| 7． | 設計プロセス |
| 8． | マネキン型ロボットに見る設計プロセス |
|
|
| 8.1 | 戦略目標の設定 |
| 8.1.1 | 研究開発の目的・背景・現状 |
| 8.1.2 | 研究開発の特徴など |
| 8.1.3 | 新規性（従来品との比較、従来にない新しい開発要素など） |
| 8.1.4 | 優秀性（従来品と比較して優れる点、便利になる点など） |
| 8.1.5 | 生産用プロトタイプの計画. |
| 8.1.6 | 市場性（市場動向、製品化） |
| 9． | まとめ |
|
| |
| 第2編 人間とロボットの共存 |
|
|
|
| 第1章 安心・安全 |
|
|
|
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 日本の安全概念 |
| 3． | 安全におけるグローバルな責任原則 |
| 4． | 欧州における安全認証システムとその有利性 |
| 5． | 日本における免責システムの可能性 |
| 6． | State of the artの責任原則とリスクアセスメント |
|
|
| 7． | ISO 12100とサービスロボットの安全確保 |
| 7.1 | 規格の階層構造の意味 |
| 7.2 | 愛知万博（愛・地球博）の安全ガイドライン |
| 7.3 | 事前の安全責任と事後の補償責任 |
| 8． | 次世代ロボットの安全技術上の問題点 |
| 9． | おわりに |
|
| |
| 第2章 法の整備 |
|
|
|
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | ロボット産業を巡る経済社会環境 |
| 2.1 | ロボットとは何か |
| 2.2 | 新産業となりうる基本要素の具備 |
| 2.3 | ロボット産業を支える日本の「ものづくり」基盤産業の存在 |
| 2.4 | 少子高齢化社会と労働力不足の顕在化 |
| 3． | サービスロボットの現状と政策 |
| 3.1 | 日本のサービスロボット産業の現状 |
|
|
| 3.2 | 日本のサービスロボット産業の特徴 |
| 3.3 | 日本のこれまでのロボット政策―供給側から需要側への展開― |
| 4． | サービスロボットの今後の展望と政府の役割 |
| 4.1 | サービスロボットの今後の展望 |
| 4.2 | サービスロボットの市場環境整備における政府の役割 |
| 5． | おわりに |
|
| |
| 第3章 ココロ |
|
|
|
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | ロボットの心についての従来の研究 |
| 3． | 従来のヒトの「心」のモデル |
| 4． | 自律分散的「無意識」 |
|
|
| 5． | 受動的「意識」 |
| 6． | 自律分散的「無意識」と受動的「意識」を持つロボット |
| 7． | おわりに |
|
| |
|
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 子どもが心を見つける時 |
| 3． | 注意と情動をつなげるロボット |
| 3.1 | 子ども型ロボットInfanoid |
| 3.2 | ぬいぐるみロボットKeepon |
|
|
| 3.3 | 注意と情動をつなげるメカニズム |
| 4． | 子どもとのインタラクション |
| 4.1 | Infanoidとのインタラクション |
| 4.2 | Keeponとのインタラクション |
| 5． | おわりに |
|
| |
| 第3項 ロボットの感情認識から「ココロ」「自我の創発」まで |
|
|
| | 概要 |
| 1． | まえがき |
| 2． | 心・感受性 |
| 2.1 | ロボットコミュニケーションにおける音声認識の問題 |
| 2.2 | 問題の解決手段 |
| 3． | 感情認識 |
| 3.1 | 音声からの感情認識 |
| 3.2 | 人間同士の感情認識 |
| 3.3 | 音声からの感情認識・第一世代 |
| 3.4 | 音声からの感情認識・第二世代 |
| 3.4.1 | F0と感情の関係 |
| 3.4.2 | 確率モデルによる感情認識 |
| 3.4.3 | ニューラルネットワークでの感情認識 |
| 3.4.4 | 第二世代の特徴 |
| 3.4.5 | 感情認識の課題 |
| 3.4.6 | 感情認識の位置 |
| 3.4.7 | 感情認識の展開 |
| 3.5 | 感情認識の判断要素 |
| 3.6 | 音声資料 |
| 3.7 | 第二世代の感情認識と人間の認識比較 |
| 3.7.1 | 第一世代の感情認識との比較 |
| 3.7.2 | 感情別認識率特性 |
| 3.8 | 感情認識のロボットへの応用 |
| 3.9 | 感情認識の問題点・人間の不確実性 |
| 4． | ロボットに必要な心理系技術（PST）による不確実性回避（心理学仮説の利用）の構想 |
|
|
| 4.1 | 感情判定ロジックの心理補正 |
| 4.2 | PSTでの心理補正と人間の「揺らぎ」 |
| 4.3 | PS⇔D振動（Move）原理による揺らぎの検知 |
| | PS⇔D振動（Move）原理の心理特性 |
| 4.4 | ビオングリッド |
| 4.5 | PS⇔D振動（Move）原理とグリッドによる自我の可能性 |
| 4.6 | 脳科学とPS⇔D振動の類似性 |
| 4.7 | 無意識からくる深層と感情の関係 |
| 5． | ロボットの仮想自我（仮説） |
| 5.1 | 自我に必要な情動の創発 |
| 5.1.1 | 自律情動ジェネレータ |
| 5.1.2 | 感情の共鳴と情動の創発 |
| 5.1.3 | 創発の原点 |
| 5.1.4 | 創発の想定（「無」から「有」は実在するのか） |
| 5.2 | 超自我制御（理性による抑制） |
| 5.2.1 | 超自我の自律情動ジェネレータへの影響の仕方 |
| 5.2.2 | 仮説実証のための手段 |
| 6． | ロボットの「ココロ」の考察 |
| 6.1 | 人間の不確実性の問題 |
| 6.2 | 問題の克服 |
| 6.3 | ロボットの「ココロ」 |
| 6.4 | 「ココロ」の構築手法 |
| 7． | 今後の課題 |
| 8． | むすび |
|
| |
| 第4項 ロボットに想像力を―ロボットの自律的言語理解を目指して― |
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 人間の言語理解について―理解の二重性― |
| 2.1 | 言葉は主観的存在である |
| 2.2 | 意味の理解の二重性 |
| 2.3 | 想像可能性と記号操作性について |
| 3． | 仮想的身体運動としての想像 |
| 4． | 身体性構造・身体性人工知能・身体運動意味論 |
| 4.1 | 身体性構造・身体性人工知能 |
|
|
| 4.2 | 身体運動意味論 |
| 4.3 | 記号表現と記号内容の結合 |
| 5． | ロボットが抽象的な言葉を自律的に理解するには |
| 5.1 | 抽象的な言葉はメタファーを通してイメージに結合される |
| 5.2 | メタファーの基本領域の形式と構造 |
| 5.3 | 応用領域への組み合わせ的投射 |
| 6． | おわりに |
|
| |
| 第5項 スキンシップコミュニケーションにおける皮膚センサ |
|
|
| 1． | はじめに |
| 2． | 全身触覚を持つ人型ロボット |
| 3． | ロボットが全身触覚を持つことで実現できる人とのコミュニケーション |
|
|
|
| |
| 第3編「現代ロボット図鑑」（掲載順） |
|
|
|
| | 2325-RX |
| | AHRA |
| | AIBO ERS-311B |
| | AIBO ERS-7M3 |
| | ApriAlpha V3 |
| | ApriAttenda |
| | ASIMO |
| | ASKA |
| | BabyBot |
| | Be-3D |
| | BN-1 わがままカプリロ |
| | BN-7 |
| | BN-8 |
| | CONCERO |
| | Cyclops |
| | EMIEW |
| | EMUL |
| | FRIGO-D |
| | FRIGO-R |
| | H7 |
| | Hallucigenia 01 |
| | HIRO |
| | HOAP-1 |
| | HOAP-2 |
| | HOAP-3 |
| | HOSPI |
| | HRP-2 JSK |
| | HRP-2 W |
| | HRP-2 プロメテ |
| | HRP-3 プロトタイプ |
| | HSWR-05 |
| | HUBO |
| | i-foot |
| | iHs02 |
| | iHs04 |
| | IMR-Type1 |
| | ISSAC |
| | 2 |
| | J4 |
| | KHR-1 |
| | KOHARO |
| | KOZOH-・ |
| | LAND WALKER |
| | MAHRU |
| | MANOI |
| | MHI MARS-A |
| | MHI MARS-i |
| | MHI MARS-T |
| | mi-ro |
| | MOIRA2 |
| | M-TRAN・ |
| | MUBOT |
| | Palette |
| | PaPeRo |
| | PAR 04R |
| | PBDR |
| | QRIO |
| | Repliee Q1 expo |
| | RoboNova-1 |
| | Robovie-IIS |
| | Robovie-M Ver.2 |
| | Robovie-R Ver.2 |
| | SAYA |
| | Speecys-FC |
| | SuiPPi |
| | T-52 援竜 |
| | T63 アルテミス |
| | T73S 番竜 |
| | TMSUK04 |
| | UMRS-NBCT |
|
|
| | UT-μ2 |
| | VisiON NEXTA |
| | WABIAN-2 |
| | wakamaru |
| | WL-16RII |
| | WOODY-1 |
| | アクトロイド |
| | アスタリスク |
| | アルファ |
| | インタアニマル |
| | インファノイド |
| | ウォールウォーカー |
| | エコノビークル |
| | エノン |
| | 踊る！和ボット |
| | ガードロボD1 |
| | ガードロボｉ |
| | カーフィー |
| | カーフィーレディー |
| | 着せ替えロボット |
| | キタサップ2号 |
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