HARK Document Version 3.1.0. (Revision: 9278) : テレプレゼンスロボットへの応用

1.4.4 テレプレゼンスロボットへの応用

2010年の3月に，米国 Willow Garage社のテレプレゼンスロボットTexai に，HARKと音環境を可視化するシステムを移植し，遠隔ユーザが音源方向をカメラ映像に表示し，特定方向の音源の音だけを聞く機能を実現した¹．テレプレゼンスロボットでの音情報提示の設計は，前節で説明をした「聴覚的アウエアネスがキーテクノロジである」というこれまでの経験に基づいている．

$\includegraphics[width=.6\linewidth ]{fig/Intro/Texai-2people-1texai.eps}$

Figure 1.10: Texai (中央) を通じて，remote operator が2人の話者と， 1台のTexaiとインタラクションを行う．なお，場所はカリフォルニア州であるが，左側のTexaiはインディアナ州から遠隔操作中．

具体的なHARKの移植とTexaiへの HARK 関連モジュールの開発は次の2工程に分けられる．

Texaiへのマイクロフォン搭載，インパルス応答の測定及びHARKの移植，
Texai制御プログラムが走るROS (Robot Operating System) への HARK インタフェースとモジュールの実装．

$\includegraphics[width=\linewidth ]{fig/Intro/Texai-1st-head.eps}$

Figure 1.11: Texai の最初の頭部の拡大: 8個のMEMSマイクロフォンを円盤上に設置

$\includegraphics[width=.8\linewidth ]{fig/Intro/newTexai.eps}$

Figure 1.12: Texai の頭部の拡大: 8個のMEMSマイクロフォンを円周状に設置

図1.11に最初に設置したマイクロフォンの設置状況を示す．このロボットを使用する講義室と大食堂に置き，それぞれ5度間隔でインパルス応答を測定し，音源定位の性能を測定した．次に，見栄え，さらには，マイクロフォン間のクロストークを減少させるためにTexai に頭を付けることを検討した．具体的には，雑貨店で見つけた竹製のサラダボールである．最初に付けたものとほぼ同じ直径になる辺りに MEMS マイクロフォンを設置した (図1.11)．同様にインパルス応答を測定し，音源定位性能について評価を行った．その結果，両者の性能はそれほど変わらないことが判明した．

$\includegraphics[width=.6\linewidth ]{fig/Intro/remoteDisplay.eps}$

Figure 1.13: Texaiを通じて，remote operator に見える画面

GUI については，Visual Information-seeking matraの，overview と filter を実装した．図1.13に示した Texai自身の斜め下の全方位の画像の中央から出ている矢印が，話者の音源方向である．矢印の長さは音量を表している．図中では３名の話者がしゃべっていることが分かる． Texaiのもう1つのカメラの画像が右下に，リモートオペレータの画像が左下に示されている．図中の円弧は，filter で通過させる範囲を示す．この円弧内にある方位から届いた音は，リモートオペレータに送られる．データは図1.14に示したように The Internet を通じて行われる．

$\includegraphics[width=\linewidth ]{fig/Intro/Texai-dataflow.eps}$

Figure 1.14: Texai の Teleoperation の方法

$\includegraphics[width=\linewidth ]{fig/Intro/Texai-modifiedDataflow.eps}$

Figure 1.15: Texai への HARKの組込方法

GUIと，リモートオペレータ用の操作コマンド群はすべてROSモジュールとして実装されるので，図1.15に示した方法で HARK を組み込むようにした．図中の茶色が HARKシステムである．ここで開発したモジュールは，ROS の Web サイトから入手可能である．

これら一連の作業は頭部の加工，インパルス応答の測定，予備実験， GUIと操作コマンド群の設計を含めて１週間で終了できた． HARKやROSの高いモジュール性が，生産性向上に寄与したと考えられる．

Footnotes

http://www.willowgarage.com/blog/2010/03/25/hark-texai