手話ロボットの開発とそのコミュニケーション教育への利用に関する基礎研究

本研究ではコミュニケーション教育の場で利用可能な手話ロボットを開発するために,ロボットのハードウェア及びソフトウェアの基礎的な検討を行った。(1)ロボットの構造材料,形状等について検討を行い,多指ロボットハンドが具備すべき条件として次の点が分かった。(a)多指(2指)で,各指が多関節(3関節)から作られていること(b)速い動きに対応できるために,構造材料がアルミニウムでできており,軽量であること(c)コンパクトに製作できるワイヤ駆動方式であること,(2)モータ制御システムの検討を行い、その中核には8ビットマイクロプロセッサ搭載の超小型ボードを用いた。そして割り込みを用いれば、各関節対応のステッピングモータドライバの同時制御が可能であることが分かった。各関節の原点出しに,モータ軸に取り付けた円盤のスリットをフォトインタラプタで検出するようにした。(3)多指ロボットを制御するプログラムは割り込み制御を使用することを考慮して,アセンブリ言語で記述した。各関節へ与えるためのデータはパネルのDATAキーから設定でき,その変更もEDITキーで可能である。RUNキーのモードにより,各指単独の動作,2指の同時動作を可能とした。各指が動作中にSTOPキーを押すと停止し,そのときの位置データがパネルの液晶ディスプレイに表示されるので,手話表現に必要なデータを採取することができる。本システムをパソコンと接続して,パソコン側で作成したプログラムやデータのダウンロード,ロボット側で採取したデータのアップロードが可能である。(4)本ロボットを聴覚障害者に操作してもらい,コミュニケーション教育への利用に関する意見,感想等を調べた。その結果,より人間らしい手にするための形状の改良,関節の増設(指,掌)等の必要性が分かった。

本研究ではコミュニケーション教育の場で利用可能な手話ロボットを開発するために,ロボットのハードウェア及びソフトウェアの基礎的な検討を行った。(1)ロボットの構造材料,形状等について検討を行い,多指ロボットハンドが具備すべき条件として次の点が分かった。(a)多指(2指)で,各指が多関節(3関節)から作られていること(b)速い動きに対応できるために,構造材料がアルミニウムでできており,軽量であること(c)コンパクトに製作できるワイヤ駆動方式であること,(2)モータ制御システムの検討を行い、その中核には8ビットマイクロプロセッサ搭載の超小型ボードを用いた。そして割り込みを用いれば、各関節対応のステッピングモータドライバの同時制御が可能であることが分かった。各関節の原点出しに,モータ軸に取り付けた円盤のスリットをフォトインタラプタで検出するようにした。(3)多指ロボットを制御するプログラムは割り込み制御を使用することを考慮して,アセンブリ言語で記述した。各関節へ与えるためのデータはパネルのDATAキーから設定でき,その変更もEDITキーで可能である。RUNキーのモードにより,各指単独の動作,2指の同時動作を可能とした。各指が動作中にSTOPキーを押すと停止し,そのときの位置データがパネルの液晶ディスプレイに表示されるので,手話表現に必要なデータを採取することができる。本システムをパソコンと接続して,パソコン側で作成したプログラムやデータのダウンロード,ロボット側で採取したデータのアップロードが可能である。(4)本ロボットを聴覚障害者に操作してもらい,コミュニケーション教育への利用に関する意見,感想等を調べた。その結果,より人間らしい手にするための形状の改良,関節の増設(指,掌)等の必要性が分かった。