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富士通研、グローブ型ウェアラブルデバイス-ジェスチャーで情報読み取り

日刊工業新聞より。
h富士通研、グローブ型ウェアラブルデバイス-ジェスチャーで情報読み取り

FUjitsuLab_grovedevice_visual_image.jpg

富士通研究所は倉庫業務や保守作業などの現場で、手にはめて作業を支援する
「グローブ型ウェアラブルデバイス」を開発したと発表しています。
NFCタグリーダーやジャイロセンサー、加速度センサーなどを組み合わせて、
指で触れたり、ジェスチャーなどの動作を素早く認識。
読み取った情報はスマートフォンへ送ることもできるとの事です。

従来のタブレット端末を利用した作業支援ツールでは指示書を見たり、記録したりする際に
同端末の操作で作業が中断する、手袋でタッチパネルの操作が難しく作業効率が上がりにくい
といった課題があるとしており、
グローブ型端末とHMDと連携させ、直接触れることなくタブレット端末やHMDなどを操作しながら、
作業を実施することで効率的に作業を進められるようになるそうです。
グローブ型端末を利用した作業支援システムとして、2015年度の実用化を目指すとの事。

端末は以下の部材で構成されています。

①指にはめる指輪型装置
②手首に装着するセンサー装置
③両装置にまたがって取り付けられたカバー

FUjitsuLab_grovedevice_partsconstraction_image.jpg

指輪型装置には、接触センサーとNFCタグの読み取り部(NFCアンテナ)が
搭載されており、センサー装置は、ジャイロセンサーと加速度センサー、
NFCリーダーなどを備えています。

情報提示の手順は以下になります。

FUjitsuLab_grovedevice_NFCtagRead_image.jpg


1)タッチ検出
指輪型装置を身に着けた指でNFCタグが貼られた物体に触れると、接触センサーによって接触が検知される。
2)NFCタグリーダ起動
手首のセンサー装置内のNFCリーダーが起動する。
3)タグ情報の読み取り
NFCタグ内の情報を読み取る。
4)情報の送信
読み取ったタグ情報をBluetoothでスマートフォンやタブレット端末に送信する。
5)NFCリーダーの休止
送信後、NFCリーダーを休止する。

送信されたタグ情報は、クラウド側にあるサーバーに送信され、
同時に作業者の名前や作業時間、点検結果などもサーバーに送られる。
サーバーにデータを送信後、作業の種類や場面に応じて適切な支援情報を
サーバーから端末に送る。そして端末に接続されたHMDやイヤホンのスピーカーを
通じてユーザーに支援情報が提示される仕組みとなっています。

また通常の作業時の動作とジェスチャー動作の切り分けをどう行っているかというと、
手首を手の甲側に曲げる「背屈動作」を用いているそうです。

FUjitsuLab_grovedevice_gesture_image.jpg

背屈動作に関しては、作業中に動かす角度範囲と意識的に動かす角度範囲に15度以上の差があるそうです。
「ウエアラブル端末に適したUIをいろいろと検討するうち、背屈動作の角度範囲の違いを発見し、
利用してみようということになった」(富士通研究所)との事。

装着者が意識的に背屈動作をしたかどうかは、手首側に装着したセンサー端末内の
機械式スイッチで検知する仕組みになっています。
背屈動作をすると同スイッチがオンになり、ジェスチャー入力モードに切り替わる。
背屈を止めるとスイッチがオフになるため、ジェスチャー入力中は背屈状態を維持しなくてはならない。
多少不自然な動作になりますが、ジェスチャーと通常動作の違いを検出するためには
なにかしら通常行わない動作(不自然な動作)が必要になるということでしょう。

FUjitsuLab_grovedevice_gesture_define_image.jpg

ジェスチャー入力では個人差が少ないとされる、上下左右、左旋回、右旋回の6パターンの動きを検出できるそうです。
例えば、左右に動かしてHMDの画面に表示された指示書をめくったり、
上下に動かして表示をスクロールさせたりできるとの事。
点検結果を送信する場面では、右旋回で「異常なし」、左旋回で「異常あり」といった情報を
サーバー側に送信でき、ジェスチャーの認識率は現在98%ほどということです。

発表会では、グローブ型端末を利用した二つの動作実演を披露しています。

■点検業務支援
FUjitsuLab_grovedevice_checkaction_image.jpg
作業パネル上のNFCタグをタッチし、点検箇所に応じた支援情報を音声で受け取りながら、
点検を進めるというもの。判定結果は、ジェスチャーで入力する形になっています。

■配線接続作業の支援
FUjitsuLab_grovedevice_codeconnect_image1.jpg FUjitsuLab_grovedevice_codeconnect_image2.jpg
ケーブルに付けられたNFCタグをタッチしつつ、
ケーブルの接続箇所をHMDに表示して作業者を支援する形になっています。

ウェアラブルデバイスによる作業支援は環境側の整備も必要となりますが、
従来はマニュアルと突き合わせながら行っていた作業を効率よくできる可能性があります。
興味深い取り組みだと思います。

関連記事
Tech-on:作業支援向けグローブ型端末、NFCと新ジェスチャー入力技術を利用


富士通研究所(川崎市中原区、田達夫社長、044・754・2613)は18日、倉庫業務や保守作業などの現場で、手にはめて作業を支援する「グローブ型ウェアラブルデバイス」を開発したと発表した。NFCタグリーダーやジャイロセンサー、加速度センサーなどを組み合わせて、指で触れたり、ジェスチャーなどの動作を素早く認識。読み取った情報はスマートフォンへ送ることもできる。
 開発した技術は、作業対象物に貼り付けたNFCタグに触れるだけで検知して情報を読み取るNFCタグリーダーを採用。加速度、ジャイロの両センサーを使ってジェスチャーを認識できる。特に通常の作業動作とジェスチャーを見分けるため、手首の「背屈」動作に着目。意識的な可動域と作業中の利用域に15度以上の角度差があることをとらえた。
 実際には背屈状態での個人差の少ない左・右、上・下、左・右旋回といった六つのパターンの動きをとらえ、98%の認識率を確認。タグはタッチした時だけ作動し、動作時間は従来の3時間から3倍の9時間に延ばせる。検知する応答時間も、人のまばたきに相当する0・05秒と短い。同デバイスとヘッドマウントディスプレーを組み合わせると、端末操作なしに使える。



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