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公開番号2025032603
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2023137968
出願日2023-08-28
発明の名称多自由度入力装置用コントローラ
出願人国立大学法人東京科学大学
代理人個人
主分類G06F 3/0346 20130101AFI20250305BHJP(計算;計数)
要約【課題】操作者による入力を学習し意図した入力のみを反映可能な多自由度入力装置用コントローラを提供する。
【解決手段】多自由度入力装置用コントローラ10は、機械学習部11と、処理部12とからなる。機械学習部11は、操作者が多自由度入力装置20を用いて所定軸に対して学習用に最大入力する最大入力軸情報から、操作者が意図する所定軸に対する入力軸情報と操作者が意図しない所定軸以外の軸に対するノイズ入力軸情報との関係を機械学習する。そして、機械学習済みの機械学習部11は、入力軸情報から操作者が意図する所定軸に対する予測入力軸情報を予測する。処理部12は、機械学習部11に対して、入力軸情報を学習用に入力するか、予測用に入力するかを選択すると共に、機械学習済みの機械学習部11により予測される予測入力軸情報を、操作者による直交座標系における操作対象物への操作情報として出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
操作者による直交座標系における２軸以上に対する入力軸情報を得るための多自由度入力装置からの操作情報を操作対象物へ出力するための多自由度入力装置用コントローラであって、該多自由度入力装置用コントローラは、
操作者が多自由度入力装置を用いて所定軸に対して学習用に最大入力する最大入力軸情報から、操作者が意図する所定軸に対する入力軸情報と操作者が意図しない所定軸以外の軸に対するノイズ入力軸情報との関係を機械学習する機械学習部であって、機械学習済みの機械学習部は、操作者が多自由度入力装置を用いて入力する入力軸情報から操作者が意図する所定軸に対する予測入力軸情報を予測する、機械学習部と、
前記機械学習部に対して、操作者が多自由度入力装置を用いて入力する入力軸情報を学習用に入力するか、予測用に入力するかを選択すると共に、予測用に入力する入力軸情報から機械学習済みの機械学習部により予測される予測入力軸情報を、操作者による直交座標系における操作対象物への操作情報として出力する処理部と、
を具備することを特徴とする多自由度入力装置用コントローラ。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
請求項１に記載の多自由度入力装置用コントローラにおいて、前記機械学習部は、さらに、操作者が多自由度入力装置を用いて所定軸に対して学習用に最小入力する最小入力軸情報から、操作者が意図する所定軸に対する入力軸情報と操作者が意図しない所定軸以外の軸に対するノイズ入力軸情報との関係を機械学習することを特徴とする多自由度入力装置用コントローラ。
【請求項３】
請求項１に記載の多自由度入力装置用コントローラにおいて、前記機械学習部は、所定軸以外の操作者が意図しない軸に対するノイズ入力軸情報の中で所定量より大きいノイズ入力軸情報が存在するノイズ軸がある場合、所定軸とノイズ軸の複合軸を新たな所定軸として、操作者が多自由度入力装置を用いて新たな所定軸に対して学習用に最大入力する最大入力軸情報から、操作者が意図する新たな所定軸に対する入力軸情報と操作者が意図しない新たな所定軸以外の軸に対するノイズ入力軸情報との関係を機械学習することを特徴とする多自由度入力装置用コントローラ。
【請求項４】
請求項２に記載の多自由度入力装置用コントローラにおいて、前記機械学習部は、所定軸以外の操作者が意図しない軸に対するノイズ入力軸情報の中で所定量より大きいノイズ入力軸情報が存在するノイズ軸がある場合、所定軸とノイズ軸の複合軸を新たな所定軸として、操作者が多自由度入力装置を用いて新たな所定軸に対して学習用に最小入力する最小入力軸情報から、操作者が意図する新たな所定軸に対する入力軸情報と操作者が意図しない新たな所定軸以外の軸に対するノイズ入力軸情報との関係を機械学習することを特徴とする多自由度入力装置用コントローラ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は多自由度入力装置用コントローラに関し、特に、操作者による直交座標系における２軸以上に対する入力軸情報を得るための多自由度入力装置からの操作情報を操作対象物へ出力するための多自由度入力装置用コントローラに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ドローンに代表される無人航空機やロボットアーム等の操作対象物を操作するためのジョイスティックやゲームパッド等が知られている。これらの多自由度入力装置は、操作者による直交座標系における操作情報を操作対象物へ出力するものである。このような多自由度入力装置は、一般的には直感的な操作が困難である。
【０００３】
そこで、直感的な操作が可能な多自由度入力装置として、例えば本願と同一出願人による特許文献１がある。この装置は、並進機構部のＸＹＺ座標中心点をグリップ部に配置する一方、回転機構部のロール・ピッチ・ヨー回転中心点を操作者の手首関節に配置することで、筋骨格系の制御に近い動きで操作対象物を直感的に遠隔操作可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－０４５５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１の多自由度入力装置は、直感的な操作が可能なものの、操作者によって骨格も異なり、また手首や腕の動きには個々の操作者の個性もあり、操作者によっては意図していない入力が入ってしまい、意図通りの操作とならない場合もある。したがって、操作者毎に意図した入力のみを反映可能な多自由度入力装置の開発が望まれていた。
【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、操作者による入力を学習し意図した入力のみを反映可能な多自由度入力装置用コントローラを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した本発明の目的を達成するために、本発明による多自由度入力装置用コントローラは、操作者が多自由度入力装置を用いて所定軸に対して学習用に最大入力する最大入力軸情報から、操作者が意図する所定軸に対する入力軸情報と操作者が意図しない所定軸以外の軸に対するノイズ入力軸情報との関係を機械学習する機械学習部であって、機械学習済みの機械学習部は、操作者が多自由度入力装置を用いて入力する入力軸情報から操作者が意図する所定軸に対する予測入力軸情報を予測する、機械学習部と、機械学習部に対して、操作者が多自由度入力装置を用いて入力する入力軸情報を学習用に入力するか、予測用に入力するかを選択すると共に、予測用に入力する入力軸情報から機械学習済みの機械学習部により予測される予測入力軸情報を、操作者による直交座標系における操作対象物への操作情報として出力する処理部と、を具備するものである。
【０００８】
ここで、機械学習部は、さらに、操作者が多自由度入力装置を用いて所定軸に対して学習用に最小入力する最小入力軸情報から、操作者が意図する所定軸に対する入力軸情報と操作者が意図しない所定軸以外の軸に対するノイズ入力軸情報との関係を機械学習するものであっても良い。
【０００９】
また、機械学習部は、所定軸以外の操作者が意図しない軸に対するノイズ入力軸情報の中で所定量より大きいノイズ入力軸情報が存在するノイズ軸がある場合、所定軸とノイズ軸の複合軸を新たな所定軸として、操作者が多自由度入力装置を用いて新たな所定軸に対して学習用に最大入力する最大入力軸情報から、操作者が意図する新たな所定軸に対する入力軸情報と操作者が意図しない新たな所定軸以外の軸に対するノイズ入力軸情報との関係を機械学習するものであっても良い。
【００１０】
また、機械学習部は、所定軸以外の操作者が意図しない軸に対するノイズ入力軸情報の中で所定量より大きいノイズ入力軸情報が存在するノイズ軸がある場合、所定軸とノイズ軸の複合軸を新たな所定軸として、操作者が多自由度入力装置を用いて新たな所定軸に対して学習用に最小入力する最小入力軸情報から、操作者が意図する新たな所定軸に対する入力軸情報と操作者が意図しない新たな所定軸以外の軸に対するノイズ入力軸情報との関係を機械学習するものであっても良い。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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