NEDO知能化ロボット技術開発プロジェクト成果報告会

24 Feb , 2012

nedo_logo.png

2007年から5年間かけて実施され、今年度で終了となる「次世代ロボット知能化技術開発プロジェクト」 の成果報告会が行われました。

「次世代ロボット知能化技術開発プロジェクト」 成果報告会プログラム

10:00 開催の挨拶
10:10 プロジェクトの概要説明
10:20 統合試験他の成果報告
(1)組込機器への RT ミドルウェアの実装
(2)安全認証取得 RTM の開発について
(3)双腕ロボットプラットフォームを用いた作業知能オープンソースの統合検証
(4)RTM と ROS の連携について
12:00 質疑応答【5 分】
昼 休 憩 12:05 ~ 13:00
コンソーシアム毎の成果報告
13:00 ロボット知能ソウフトウェアプラットフォームの開発(産総研他)
13:20 ロボット知能ソウフトウェア再利用性向上技術の開発(富士ソフト他)
13:40 作業知能(生産分野)の開発(三菱電機・IDEC 他)
14:10 作業知能(社会・生活分野)の開発(安川電機・東芝他)
14:40 移動知能(サービス産業分野)の開発
(1)富士通コンソーシアム
(2)筑波大学・富士ソフトコンソーシアム
15:25 移動知能(社会・生活分野)の開発(芝浦工業大学・セグウェイジャパン他)
16:55 コミュニケーション知能(社会・生活分野)の開発(国際電気通信基礎技術研究所他)
16:25 質疑応答【5 分】
16:30 成果普及について(全体のまとめ)
16:40 総括(閉会の挨拶)

レポート

開催の挨拶

NEDO部長から、知能化プロジェクトの意義と成果について説明があった。

プロジェクトの概要説明

NEDOの有木氏から、このプロジェクトの意義および構成や進め方について説明があった。

組込機器へのRTミドルウエアの実装

mizukawa.png

組込機器へのRTミドルウエアの実装に関して、芝浦工大からの水川真教授から報告があった。 成果としては、1) RTミドルウエアのT-Kernelへのポーティング、2)RTC-CANOpenの実装と標準化、3) CANOpen対応モータユニット等の開発、があった。 芝浦工大、千葉工大のコンソーシアムでは、産総研が開発するOpenRTM-aistを組込OSとして代表的なT-Kernelに移植した。T-KernelのリアルタイムOSとしての特徴を生かし、RTコンポーネントの実行コンテキストをリアルタイム化し、組み込み環境でリアルタイム実行可能なRTCを実現可能とした。 さらに、組込システムにおいて利用されつつあるCANのためのデバイス管理規格CANOpenをRTミドルウエアに対応させた。CANOpenデバイスをRTCのように見せ管理する仕組み、CANOpenデバイスをRTCと相互通信させる仕組み、接続されたCANOpenデバイスを認識しシステムを適切に設定するプラグアンドプレイの仕組みなどを持つ。

 安全認証取得 RTM の開発について

nakamoto.png

安全認証取得 RTM の開発については、株式会社セックの中本氏から説明があった。 近年IEC61508、ISO26262、ISO13482など機能安全規格に注目が集まっているが、対応することによるコスト増、システムをどのように設計して良いかわからない、などロボット開発企業でも二の足を踏む事が多い。 機能安全の考え方に則りシステム開発を容易にするためのミドルウエアとして、RTMSafetyを開発し、サポートを含めて株式会社セックが今後販売する予定であるとのこと。

RTMSafetyは安全関連系のシステムを構成するためのミドルウエアであり、産総研のOpenRTM-aistとは異なるソフトウエアであるが、非安全関連系で動作する従来のRTCとは通信できるようにすることで、クリティカルな部分をRTMSafety、知能化や上位系にはOpenRTM-aistを利用し安全なRTシステムを容易に構成することができるようになる見込み。

この他、成果の普及のために、RTミドルウエアを利用することにメリットや意義を説明した一般向けパンフレットを作成し、2000部を国際ロボット展で配布した。さらに、プロジェクト内で開発されたRTコンポーネントやシステムの仕様書、設定ドキュメントなどをクリエイティブ・コモンズ・ライセンスで作成した。

双腕ロボットプラットフォームを用いた作業知能オープンソースの統合検証

kawai.png

RTコンポーネントだけを提示されても、実際にそれらを利用してどのようにシステムを構成して良いのかはわかりづらい。これの問題を解決するため、実機で実際にシステムを構成し、そのインターフェース仕様や構成情報をRTコンポーネントと共に配布することを目指した。

対象ロボットとしては、川田工業の双腕ロボットHIROを利用、ステレオビジョンを利用し、パレタイジング作業等を行うシステムを想定した。RTC同士を接続する共通インターフェースを、画像処理系、画像認識系、アーム制御系などで定め、組織間で共有することで、モジュールの再利用性を向上させることができたとのこと。 産総研、東京大学、豊橋技術科学大学、東方く大学などで、HIROを用いた異なる様々なシステムを再利用性の高いモジュールを相互に利用したり入れ替えたりすることで、容易に実現することができた。 移動台車にHIROを搭載したシステムを東大・産総研で試験的に開発したが、多くの部品・インターフェースが共通化していたため、実質1日程度で動作させることができたとのことであった。

naist_ogasawara.png

開発された、RTコンポーネントはコンポーネント仕様書、システム仕様書など多くのドキュメントと共にOpenRTM-aistのサイト上において、LGPL,修正BSDライセンスなどのオープンソースライセンスで配布している。

もう一つの双腕ロボットプラットフォームを用いた作業知能オープンソースの統合検証として、奈良先端科学技術大学院大学の小笠原教授から、日用品ハンドリングについての報告があった。 日用品としてターゲットとしてお菓子を選択し、四角い箱入りのものではなく、トングなどでハンドリングしなければならない様なものを対象とした。 2台のロボットの協調作業として、お菓子をサーブするシステムを構築した。奈良先端大が開発したRTC群を、RTミドルウエアのビギナーである電通大に提供し、比較的短期間(1~2ヶ月程度)で別の事なるマニピュレーションシステムを構築することができた。

RTM と ROS の連携について

inaba.png

RTMとROSの相互運用について、東京大学の稲葉教授から報告が行われた。ここ、数年Willow GarageのROSが急速に伸びてきており、世界中のロボット研究者の間に広まってきている。 東京大学では、それぞれ利点を生かして、同時に利用するために様々な取り組みを行なってきた。 ROSのツール群で、RTCを操作する仕組みを構築することで、コンポーネントの依存関係の自動解決、ビルド、デプロイなどを容易に行えるようになった。 さらに、ROSとOpenRTMの統合環境を継続的に維持管理するためのCI(Continuous Integration)環境を構築し、テスト、ビルド、統合テスト、ドキュメント化などをすべて自動で行う環境を構築した。 このシステムにより、様々なOS・バージョン、OpenRTMやROSのバージョンの組み合わせをすべてテスト、さらにRTC群を組み合わせ、ロボットを制御するシステムをOpenHRP上のシミュレーションを行い、ロボットシステムレベルでテスト・検証することが可能になった。

さらに、ROSのノードをRTコンポーネント化するための仕組みを作り、すべてのROSノードをRTコンポーネントのように利用することができるようになったとの報告があった。

ロボット知能ソウフトウェアプラットフォームの開発(産総研他)

hara.png

産総研の原氏から、産総研、セック、ゼネラルロボティックス、NEC、前川製作所、東京農工大が参加したロボット知能ソウフトウェアプラットフォームの開発について成果報告が行われた。 産総研では、OpenRTM-aistと付随するミドルウエア、ツールの開発が行われた。RTSystemEditor, RTCBUilder, RTShellといったコンポーネントやシステムの開発ツール、動作パターンツールや動力学シミュレータといったシミュレータ等のツールが開発され、オープンソースで公開されている。 株式会社セックについては、RTCのデバッグツールであるRTCデバッガ、多様な環境でRTMを実行するため、.NET版OpenRTM、VxWorks版RTM、Android版RTMなどの開発成果が紹介された。 前川製作所は、動作検証およびプロトタイピングの統合プラットフォームとして、移動ロボットと小型軽量アームを組み合わせたリファレンスハードウエアを開発、計18台を開発し、産総研、RTC再利用センター、などで統合検証に利用された。 このリファレスハードウエアは、プロジェクト終了後に某ロボット販売会社から販売する予定とのことであった。詳細については、情報処理学会インタラクション2012において発表されるとのこと。

ロボット知能ソウフトウェア再利用性向上技術の開発(富士ソフト他)

ninomiya.png

ロボット知能ソウフトウェア再利用性向上技術の開発として、富士ソフトの二宮氏から成果報告が行われた。 秋葉原ダイビルに設置された、RTC再利用検証センターにおいて、すべてのコンソーシアムで作成されたRTコンポーネントを集積、バグチェック、OpenRTM-aistとの整合性、APIの整合性、ドキュメンテーションの完備及び質の向上に留意し、全数検証を行なってきた。 合計362件の知能モジュールの登録が行われ、それら全てについて検証を行い、OpenRTM-aistのWebサイトに登録を行った。

さらに、登録されたRTCのいくつかをピックアップし実際に再利用性を検証するため、再利用センター独自に来訪者受付システムを実現した。

作業知能(生産分野)の開発(三菱電機・IDEC 他)

idec_mitsubishi.png

作業知能(生産分野)の開発として三菱電機・IDECから成果の報告が行われた。 両者は、RTミドルウエアを実際の生産現場に適用を目指して、多数のRTC群を開発、、生産ラインに適用し検証を行なってきた。 IDECでは、多様な仕様のロボットを、同一のRTCとして扱うため、2層化RTCというアーキテクチャを開発、ソフトウエアの変更なしに、異なるメーカのデバイスを切り替えてシステムを構成することを安濃にした。 三菱電機では、独自の自律学習アルゴリズムをコンポーネント化、タクトタイムを44%削減することに成功。加えて高性能、高速、コンパクトなポイントクラウドを利用した3D認識システムをコンポーネント化し、13種類の部品を0.4秒で認識することに成功した。 また、組織間でRTCを交換する試みを行い、実証システムで検証を行う過程で、インターフェースの共通化を行なってきた。

三菱電機では、実際に製品に知能化RTコンポーネントを組み込んで顧客に提供することを検討している。 既に、両者とも複数の工場内でロボット知能化技術の実証プロジェクトが進行中とのこと。 加えてIDECはロボットマルチハンド、三菱は3Dビジョンシステムを販売する予定。

これらの成果等により、日刊工業新聞社モノづくり連携大賞・特別賞他、9件の表彰を受けた。

作業知能(社会・生活分野)の開発(安川電機・東芝他)

yokoyama.png

安川電機の横山氏から作業知能(社会・生活分野)の開発について報告が行われた。 安川電機、東芝、九州工大、東京大学、九州大学、東北大学、産総研、首都大学東京の8組織から構成されるこのコンソーシアムでは、日常生活におけるマニピュレーション等の作業の知能化モジュールの開発を行なってきた。 この開発を通して、知能モジュール化手法によるアプリケーション開発の有効性の検証、できるだけ簡単な指示でロボットに作業させる知能化の実証を行うことを目指してきた。 作業に関わる非常に多くのモジュールを開発、相互に接続することで、、Smart Palなどを利用したサービスロボットシステムを実現することができた。

移動知能(サービス産業分野)の開発

富士通コンソーシアム

fujitsu.png

移動知能(サービス産業分野)の開発について、富士通・奈良先端大コンソーシアムから報告が行われた。 富士通は、NEDO基盤プロジェクトにおいて高速なステレオ画像処理デバイスを開発しており、これをOpenRTMから利用するための環境を構築した。東京大学のアルゴリズムを適用することで、動的環境下で3次元の実時間認識を行うRTコンポーネントを開発、修正BSDライセンスの元配布している。 また、レーザーセンサと画像ランドマークを利用したSLAMによる自己位置推定RTCを開発、動作製品購入者に提供することとしている。 これらのコンソーシアムで65個のRTコンポーネントを開発、うち55種類をオープンソースとして提供している。その他についてはハードウエア購入者に対して提供するとのこと。

その他、株式会社セックから、RTコンポーネントを素早く開発するRT-Seamを開発、大阪大学は共通カメラインターフェースを提供、東京大学はROSライクなRTC開発・ビルド・インストールを行うためのツールとしてRTMExtenderを開発、他のコンソーシアムに対して提供し利用されている。これらはOpenRTM-aistのWebページ上でも公開されている。

再利用性の検証として、1)ソフトウエアコンポーネントを入れ替えて利用できること、2)複数のロボットハードウエアで動作すること、という2つの観点で検証を行なってきた。利用環境に合わせて、センサやアルゴリズムのRTCを入れ替え、複数種類のシステム構成を実現し、動作することを確認、更に、enon, リファレンスハードウエア、トヨタ実験ロボット、HRP2-V、PeopleBot、PatraFour、hrp2、Segwayを例に取り、移動知能モジュールを多くの種類のハードウエアに適用できることを確認した。

筑波大学・富士ソフトコンソーシアム

fsi.png

筑波大学・富士ソフトコンソーシアムでは、移動知能基本モジュールの開発を行なってきた。 学会等に参加しニーズの調査を行い、ロボットの知的な移動機能を実現のためのソフトウエアについて、機能の分割とモジュールの構造を検討、設計指針を明らかにした。 自己位置管理、測域センサデータと地図による自己位置推定、環境地図管理、障害物監視、経路地図管理、経路計画、動作管理、走行制御、総括といった機能群に分割しそれぞれをモジュール化した。 検証のため、案内ロボットATERO、つくばチャレンジのためのシステムなどを開発、再利用しやすいモジュールを作成し、つくばチャレンジでは連続で11回1kmのコースを走破することができた。

成果物は富士ソフトの小型ヒューマノイドロボットPALROに自己位置認識機能を組込むなどして既に製品化、その他移動知能のモジュールとして販売する予定とのこと。

移動知能(社会・生活分野)の開発(芝浦工業大学・セグウェイジャパン他)

igarashi.png

芝浦工大、千葉工大、NECソフト、セグゥエイジャパン、東北大学、京都大学、国際レスキューシステム研究機構のコンソーシアムでは、移動知能(社会・生活分野)の研究・開発を行なってきた。 走行系RTC,自立移動RTC群、経路計画・追従RTC群、障害物会費RTC群、位置推定RTC群、フォーメーション制御モジュール群、インターフェースRTC群、人追従機能、位置推定機能、地図管理機能等の開発が行われ、すべてのモジュールがオープンソースライセンスのものとOpenRTMのWebページから利用できる。

iRex2009では、ステージ上のデモとして千葉工大のOmni-Wheel、リファレンスハードウエア、SegwayRMP、Segway BlackShipの4台のロボットをオンラインで組み換え入れ替えられることを証明した。 東北大学、京都大学、芝浦工大のロボットが相互にRTCを再利用しつくばチャレンジに出場、東北大のロボットが完走した。

また、OMGで標準化されているRLS(Robot Localization Service)インターフェースを実際のロボット制御に利用、RTC-CANOpenの実現、T-Kernel版RTMの開発など、プラットフォームおよび標準化についても様々な成果が上がっている。 また、震災関連・レスキューロボットにおいて、京都大学・国際レスキュー機構は今後RTミドルウエアを利用・活用していく予定とのこと。 セグウェイジャパンは、今後RTMを組み込んだ製品の販売、コンサルティングなどを進める予定。千葉工大はRTC-CANOpenを活用したデバイスの販売を千葉工大ベンチャーを介して推進する予定であるとのこと。 その他の成果としては、6件の査読付き論文、14件の受賞などがある。

コミュニケーション知能(社会・生活分野)の開発(国際電気通信基礎技術研究所他)

hagita.png

ART、イーガー、オムロンコンソーシアムでは、コミュニケーション知能として、音声認識、対話機能などをRTコンポーネント化してきた。 発話区間推定RTC,音声認識RTC、初ワイト認識RTC,対話コンテンツ管理RTC、対話フロー制御RTC、動作生成RTC、音声合成RTCなど対話システムに必要な多数のRTCを開発した。 これらのRTCを利用し、ショッピングセンター等実環境で実証実験を行なってきた。 ARTおよびオムロンが既に商用化しているソフトウエア(状況認識モジュール:ATRacker、音声認識ソフト:ATRASR、顔認識ソフト:OKAO Vision)をRTC化したものを、今後販売していくことで、既存ソフトウエアユーザ、OpenRTMユーザの両者に対して販売していくことで両ソフトウエアのより一層の普及を目指していく。

こうしたソフトウエアを利用することで、フィールドマーケティング(ある場所を通過・滞在する人々を計測することによるマーケティング)、デジタルサイネージなどを知能化することができると見込んでいる。

成果普及について(全体のまとめ)

hirai.png

知能化のプロジェクトの成果の普及に関して、再利用センター・fuRo副所長の平井氏から今後の展開について説明があった。 成果へのアクセス手段として、以下のWebページがあり今後継続的にメンテナンスされていくことが紹介された。

総括(閉会の挨拶)

sato.png

RTMSafetyができたことにより、安全が必要な部分についてもRTMが適用できる下地ができた。 また、ROBOSSAにより産総研が保証し今後も提供し続けていくことになった。 T-Kernel用RTMによって組込みシステムへの対応も実現され、適用範囲が広がった。 また、ROSやROSとRTMの連携開発において見えてきた、ソフトウエアの新しい開発方式が今後ロボット開発に応用されることを期待したい。 RTC再利用センターを作り、360個以上のRTCが検証され大部分がオープンソースとしてリリースされたことは大きな意義がある。

また、国際ロボット展などでの展示を通して、開発サイクルを何回か回すことができ、開発されたRTCがリファインされたことは良かった。 このプロジェクトにより、ロボットのプラットフォームがほぼ完成し、今後こうしたインフラを持ってロボット開発で世界を牽引していけるようにならなければならない。

マネジメント的にも、比較的頻繁にマネジメント層がミーティングを行い、密に連携し方向性を確認しあってきたことが良かったのではないか。また、NEDOプロジェクトでは基本計画に忠実に遂行されることが常であったが、今回こうしたミーティングを経て、世界の早い動きに対応し計画を柔軟に変更したことで、意義のあるプロジェクトになったのではないか?と考える。との総括があった。

ダウンロード

最新バージョン : 2.0.1-RELESE

統計

Webサイト統計
ユーザ数:2195
プロジェクト統計
RTコンポーネント307
RTミドルウエア35
ツール22
文書・仕様書2

Choreonoid

モーションエディタ/シミュレータ

OpenHRP3

動力学シミュレータ

OpenRTP

統合開発プラットフォーム

産総研RTC集

産総研が提供するRTC集

TORK

東京オープンソースロボティクス協会

DAQ-Middleware

ネットワーク分散環境でデータ収集用ソフトウェアを容易に構築するためのソフトウェア・フレームワーク