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研究会Ａ
| 担当者名 | 高汐 一紀 |
|---|---|
| 単位 | 4 |
| 年度・学期 | 2025 秋 |
| 曜日時限 | 木4,5 |
| キャンパス | 湘南藤沢 |
| 授業実施形態 | 対面授業（主として対面授業） |
| 登録番号 | 37473 |
| 設置学部・研究科 | 総合政策・環境情報学部 |
| 学年 | 1, 2, 3, 4 |
| 分野 | 研究プロジェクト科目研究会 |
| 評語タイプ | ログインすると表示されます（要慶應ID）。 |
| 関連科目 | B6136 アナログ・デジタル電子回路基礎/FUNDAMENTALS OF ANALOG AND DIGITAL CIRCUIT B6046 モノ創りの科学/INTRODUCTION TO NOVEL FABRICATION B6139 ユビキタスシステムアーキテクチャ/UBIQUITOUS SYSTEM ARCHITECTURE C2097 ユビキタスサービス論/UBIQUITOUS INFORMATION SERVICE B6100 モノ創り実験工房/FOUNDATIONS OF NOVEL FABRICATION C2113 オープンデザイン実践/PRACTICE OF OPEN DESIGN |
| 授業URL | ログインすると表示されます（要慶應ID）。 |
| 開講場所 | SFC |
| 履修条件 | ログインすると表示されます（要慶應ID）。 |
履修者制限の有無 選抜エントリーが必要な科目は、SOL-Aでエントリーしてください。 ※CNSアカウントを所持している、総合政策学部、環境情報学部、政策・メディア研究科、看護医療学部、及び、健康マネジメント研究科以外の学生はシステムでエントリーできません。 K-Supportニュースに掲載の案内を確認してください。 | ログインすると表示されます（要慶應ID）。 |
| 選抜方法 | ログインすると表示されます（要慶應ID）。 |
| 履修者制限詳細 | ログインすると表示されます（要慶應ID）。 |
| 受け入れ予定人数 | ログインすると表示されます（要慶應ID）。 |
| 課題提出タイプ | ログインすると表示されます（要慶應ID）。 |
| 連絡先メールアドレス | ログインすると表示されます（要慶應ID）。 |
| 科目概要 | 研究会の履修を通じて「卒業プロジェクト」に向けて、教員と学生が共に考えながら、多様な課題に取り組んでいく。SFC では「問題が与えられ、正解を教わる」のではなく「何が問題かを考え、解決方法を創出する」ことができる、「未来の先導者」を育成、輩出することを目指している。それを実践するための「研究会」は単なるゼミのような勉強グループではなく、企業との共同研究や官公庁からの委託研究など、先端的な研究活動が数多く行われている。それらに参加して実社会の問題に取り組むことによって高度な専門性を身につけ、自らの「未来創造の成果」として、また、自らが未来へ前進するときの「自分自身のプロポーザル」として、卒業プロジェクトを作成する。 |
| K-Number | FPE-CO-05003-211-60 |
| 科目設置 | 学部・研究科 | FPE | 総合政策・環境情報学部 |
|---|---|---|---|
| 学科・専攻 | CO | ||
| 科目主番号 | レベル | 0 | 学部共通 |
| 大分類 | 5 | 研究プロジェクト科目 | |
| 小分類 | 00 | 研究会 | |
| 科目種別 | 3 | 選択科目 | |
| 科目補足 | 授業区分 | 2 | 講義 |
| 授業実施形態 | 1 | 対面授業（主として対面授業） | |
| 授業言語 | 1 | 日本語 | |
| 学問分野 | 60 | 情報科学、情報工学およびその関連分野 | |
講義概要
常時ネットワークに接続された次世代のロボットは，自ら M2M（Machine to Machine）コミュニケーション，M2S（Machine to Service）コミュニケーションを駆使する存在として，あるものはユビキタス情報サービスのアクターとして人々と共存し，またあるものは人の身体拡張を支援する，より社会的な存在となります．我々はこうしたロボットをソーシャブルロボット（Sociable Robot）と呼びます．社会性を備えたロボット，すなわち，ロボット同士，機械，情報サービス，そして人と能動的に繋がるロボットです．研究会では，大学院アカデミックプロジェクトとも連携し，調査，グループディスカッションといった研究活動を通して，ソーシャブルロボットにおける論点の洗い出しを行い，メンバ個々に問題を設定，それらを解決するための手法を探ります．
授業科目の内容・目的・方法・到達目標
ソーシャルな存在としてのロボット
"Making robots more acceptable.." by Prof. Gordon Cheng（ICS／TUM）
常時ネットワークに接続された次世代のロボットは，自ら M2M（Machine to Machine）コミュニケーション，M2S（Machine to Service）コミュニケーションを駆使する存在として，あるものはユビキタス情報サービスのアクターとして人々と共存し，またあるものは人の身体拡張を支援する，より社会的な存在となります．我々はこうしたロボットをソーシャブルロボット（Sociable Robot）と呼びます．社会性を備えたロボット，すなわち，ロボット同士，機械，情報サービス，そして人と能動的に繋がるロボットです．ソーシャブルロボットには，次のような機能が求められます．
■ 異種ロボット間のクラウド型協調・連携機能（Cloud Network Robotics）
■ 生体神経網と同等の高精度知覚・認知処理機能（Sentient & Cognitive Robotics）
■ 豊かな表情での社会的・情動的インタラクション機能（Affective & Interactive Robotics）
第一の要件「クラウド型協調・連携」は言わば，ヘテロジニアスなロボット間連携・協調動作を実現するアーキテクチャです．多種多様なロボットのそれぞれが提供可能なサービスに関する情報を相互に共有することで，タスクに応じたコミュニティを自律的かつ臨機応変に形成し，様々なクラウドサービスとも連携しながら，ゴールの達成を目指します．本研究プロジェクトでは，ソーシャブルロボットの基本機能として適用可能な，異種ロボット同士，さらには多種多様な情報サービスとのクラウド型協調・連携を可能にするクラウドネットワークロボット間連携フレームワークを開発します．
高度な社会性（Sociality）を備えたロボットにとって，ロボット自身が持つ知覚・認知能力は，人とのインタラクションの中でロボットの所作を決定する重要なファクターになります．第二の要件「高精度知覚・認知処理」に関しては，TUM / ICSでの Hex-o-Skin プロジェクトとの共同研究プロジェクトが進行中です．TUM / ICS Hex-o-Skin プロジェクトで開発が進むパッド型人工皮膚は，高度にモジュール化されており，皮下受容細胞に相当する触感センサ（近接，直接の2種），温感センサ，さらには運動感覚，平衡感覚を受容する高精度な動きセンサを備え，複数のパッドを連接して使用することで，人間の皮膚に近いレベルでの実世界情報収集と状況認識を可能としています．本研究プロジェクトでは，これらの皮膚感覚に加え，人とロボット（H2R）のインタラクションにおけるロボットの知覚・認知処理の中でも特に重要と考えられる，視覚（画像知覚・認知）に着目し，視覚による対話相手の情動取得，すなわち人の感情変化の取得機構を議論します．
対話相手の情動認識機能は，第三の要件「社会的・情動的インタラクション」の実現に不可欠なものです．本研究プロジェクトでは，TUM / ICS のチームと共同で，生体神経網をモデルとしたスケーラブルな知覚神経ネットワークおよび認知機能を研究・開発します．他のロボットとの情報共有や，情動取得に関する視覚からのアプローチと併せて，センサクラウドとの連携も可能な，ソーシャブルロボット広域知覚神経網・認知システムとしての完成を目指しています．
さらに第三の要件「社会的・情動的インタラクション」に関しては，情動を含む周囲と相手の状況を理解した上での，多対多 H2R，さらには R2R（ロボット同士）インタラクションの実現手法を議論します．私たちはこれまでにも，「共感するロボット」「遠隔アイスブレーキング支援ロボット」等を実装し，様々な利用シーンでの多対多 R2H インタラクションを例示してきましたが，本研究プロジェクトでは，多対多 R2H インタラクションの実現に向けた会話コンテクスト管理・制御機構を提案し，情動的インタラクション実現の一例として，上述の視覚による情動認識機構を応用した，会話の中での身体的表現力増強ロボットの提案を目指します．
IoT から Sociable Things の世界へ
前述のヒューマノイド型のコミュニケーションロボットやパーソナルロボットをターゲットとして提案した技術を，より細粒度なモノやロボットに適用することで，次世代IoT環境の構築が可能となります．私たちはこれを，Sociable Things と呼んでいます．個々の Sociable Thing が高機能である必要はありません．ユーザの挙動や情動を理解し，共有し，それぞれのモノとしての機能を少しだけユーザに寄り添う形で提供する，そんなモノたちのコミュニティです．
モノがソーシャブルたり得る要件の1つに，人同士のインタラクションで日常的に見られる，多面的，多段的なインタラクション「駆け引き」があります．駆け引きという行為により，Sociable Thingsには，人に物理的に働きかけて関心を引き，次に行うべき行為に誘導するといった，より柔軟なインタラクションを繰り返し行うことを可能とする力があります．例えば，ソーシャブルなゴミ箱（Sociable Trashbox）は，ゴミを投げようとしているユーザを検知し，その方向に筐体を傾けます．ゴミを捨てようとしているユーザを発見し，自ら近づいて行ってもいいでしょう．物体の移動は人間の注意を引きますし，物体が傾く動作は人間における感謝を表すための「会釈」というボディランゲージに似ているとも言えます．ユーザが子どもであれば，子どもたちはゴミ箱そのものの動きに関心を寄せるでしょうし，会釈のように見える動作には愛着を覚えることもあるでしょう．結果として，「見逃されがちなゴミ箱やゴミを捨てるという行為に興味や楽しさを覚える」といった，意識の変化を見ることができるかもしれません．人々とのインタラクションの中で，それぞれの状況認識（センシング）機能，アクチュエーション機能を生かし，モノ同士が協調して駆け引きを行い，人に対しては効果的かつ身体的な学びを促し，同時にサービスとしての妥協点を探る．Sociable Things には，そんなインタラクションの未来があります．
ソーシャブルなロボットの次のステップとしての，ソーシャブルなモノ（Sociable Things）は，意義のある研究領域であり，有力な候補です．ロボットの実装やそれに対する利便性というロボット工学的なアプローチだけでなく，行動変容などの認知心理学的，医療的議論も必要な，学際的研究テーマとなるでしょう．既に，ユーザの疲労を検知してアクションを起こす「ワークライフバランスキーボード」や，モノたちが連携してユーザと駆け引きを行う「ダイエット支援サービス」をはじめとする，いくつかの関連プロジェクトがスタートしていますが，今後のさらなる研究的発展が期待されています．
各自が得意の分野でエキスパートに
研究会では，大学院アカデミックプロジェクトとも連携し，調査，グループディスカッションといった研究活動を通して，論点の洗い出しを行い，メンバ個々に問題を設定，それらを解決するための手法を探ります．
各メンバには，学期中にこれら一連のサイクルを経験してもらいますが，特に，キャンパスや関係協力機関での実装・検証実験の経験を積むことで，実証的な議論の姿勢と，システム開発に必要な様々なスキルを学んでもらいます．
加えて，研究会のメンバには，1人1人が何かしらのエキスパートになってほしいと考えています．電子工作のエキスパート，特定のマイコンのエキスパート，機械工作のエキスパート，3D モデリングのエキスパート，機械学習のエキスパート，画像認識のエキスパート，制御系プログラミングのエキスパート等々，なんでも構いません．研究会活動の中で，各メンバが自分の得意分野を伸ばすだけでなく，メンバ同士がその得意分野をレクチャーし合うことでお互いのスキルアップを目指します．そのため，各自がテーマを設定し講師となるスキルアップセミナを，学期中に1回は開催してもらいます．
"Making robots more acceptable.." by Prof. Gordon Cheng（ICS／TUM）
常時ネットワークに接続された次世代のロボットは，自ら M2M（Machine to Machine）コミュニケーション，M2S（Machine to Service）コミュニケーションを駆使する存在として，あるものはユビキタス情報サービスのアクターとして人々と共存し，またあるものは人の身体拡張を支援する，より社会的な存在となります．我々はこうしたロボットをソーシャブルロボット（Sociable Robot）と呼びます．社会性を備えたロボット，すなわち，ロボット同士，機械，情報サービス，そして人と能動的に繋がるロボットです．ソーシャブルロボットには，次のような機能が求められます．
■ 異種ロボット間のクラウド型協調・連携機能（Cloud Network Robotics）
■ 生体神経網と同等の高精度知覚・認知処理機能（Sentient & Cognitive Robotics）
■ 豊かな表情での社会的・情動的インタラクション機能（Affective & Interactive Robotics）
第一の要件「クラウド型協調・連携」は言わば，ヘテロジニアスなロボット間連携・協調動作を実現するアーキテクチャです．多種多様なロボットのそれぞれが提供可能なサービスに関する情報を相互に共有することで，タスクに応じたコミュニティを自律的かつ臨機応変に形成し，様々なクラウドサービスとも連携しながら，ゴールの達成を目指します．本研究プロジェクトでは，ソーシャブルロボットの基本機能として適用可能な，異種ロボット同士，さらには多種多様な情報サービスとのクラウド型協調・連携を可能にするクラウドネットワークロボット間連携フレームワークを開発します．
高度な社会性（Sociality）を備えたロボットにとって，ロボット自身が持つ知覚・認知能力は，人とのインタラクションの中でロボットの所作を決定する重要なファクターになります．第二の要件「高精度知覚・認知処理」に関しては，TUM / ICSでの Hex-o-Skin プロジェクトとの共同研究プロジェクトが進行中です．TUM / ICS Hex-o-Skin プロジェクトで開発が進むパッド型人工皮膚は，高度にモジュール化されており，皮下受容細胞に相当する触感センサ（近接，直接の2種），温感センサ，さらには運動感覚，平衡感覚を受容する高精度な動きセンサを備え，複数のパッドを連接して使用することで，人間の皮膚に近いレベルでの実世界情報収集と状況認識を可能としています．本研究プロジェクトでは，これらの皮膚感覚に加え，人とロボット（H2R）のインタラクションにおけるロボットの知覚・認知処理の中でも特に重要と考えられる，視覚（画像知覚・認知）に着目し，視覚による対話相手の情動取得，すなわち人の感情変化の取得機構を議論します．
対話相手の情動認識機能は，第三の要件「社会的・情動的インタラクション」の実現に不可欠なものです．本研究プロジェクトでは，TUM / ICS のチームと共同で，生体神経網をモデルとしたスケーラブルな知覚神経ネットワークおよび認知機能を研究・開発します．他のロボットとの情報共有や，情動取得に関する視覚からのアプローチと併せて，センサクラウドとの連携も可能な，ソーシャブルロボット広域知覚神経網・認知システムとしての完成を目指しています．
さらに第三の要件「社会的・情動的インタラクション」に関しては，情動を含む周囲と相手の状況を理解した上での，多対多 H2R，さらには R2R（ロボット同士）インタラクションの実現手法を議論します．私たちはこれまでにも，「共感するロボット」「遠隔アイスブレーキング支援ロボット」等を実装し，様々な利用シーンでの多対多 R2H インタラクションを例示してきましたが，本研究プロジェクトでは，多対多 R2H インタラクションの実現に向けた会話コンテクスト管理・制御機構を提案し，情動的インタラクション実現の一例として，上述の視覚による情動認識機構を応用した，会話の中での身体的表現力増強ロボットの提案を目指します．
IoT から Sociable Things の世界へ
前述のヒューマノイド型のコミュニケーションロボットやパーソナルロボットをターゲットとして提案した技術を，より細粒度なモノやロボットに適用することで，次世代IoT環境の構築が可能となります．私たちはこれを，Sociable Things と呼んでいます．個々の Sociable Thing が高機能である必要はありません．ユーザの挙動や情動を理解し，共有し，それぞれのモノとしての機能を少しだけユーザに寄り添う形で提供する，そんなモノたちのコミュニティです．
モノがソーシャブルたり得る要件の1つに，人同士のインタラクションで日常的に見られる，多面的，多段的なインタラクション「駆け引き」があります．駆け引きという行為により，Sociable Thingsには，人に物理的に働きかけて関心を引き，次に行うべき行為に誘導するといった，より柔軟なインタラクションを繰り返し行うことを可能とする力があります．例えば，ソーシャブルなゴミ箱（Sociable Trashbox）は，ゴミを投げようとしているユーザを検知し，その方向に筐体を傾けます．ゴミを捨てようとしているユーザを発見し，自ら近づいて行ってもいいでしょう．物体の移動は人間の注意を引きますし，物体が傾く動作は人間における感謝を表すための「会釈」というボディランゲージに似ているとも言えます．ユーザが子どもであれば，子どもたちはゴミ箱そのものの動きに関心を寄せるでしょうし，会釈のように見える動作には愛着を覚えることもあるでしょう．結果として，「見逃されがちなゴミ箱やゴミを捨てるという行為に興味や楽しさを覚える」といった，意識の変化を見ることができるかもしれません．人々とのインタラクションの中で，それぞれの状況認識（センシング）機能，アクチュエーション機能を生かし，モノ同士が協調して駆け引きを行い，人に対しては効果的かつ身体的な学びを促し，同時にサービスとしての妥協点を探る．Sociable Things には，そんなインタラクションの未来があります．
ソーシャブルなロボットの次のステップとしての，ソーシャブルなモノ（Sociable Things）は，意義のある研究領域であり，有力な候補です．ロボットの実装やそれに対する利便性というロボット工学的なアプローチだけでなく，行動変容などの認知心理学的，医療的議論も必要な，学際的研究テーマとなるでしょう．既に，ユーザの疲労を検知してアクションを起こす「ワークライフバランスキーボード」や，モノたちが連携してユーザと駆け引きを行う「ダイエット支援サービス」をはじめとする，いくつかの関連プロジェクトがスタートしていますが，今後のさらなる研究的発展が期待されています．
各自が得意の分野でエキスパートに
研究会では，大学院アカデミックプロジェクトとも連携し，調査，グループディスカッションといった研究活動を通して，論点の洗い出しを行い，メンバ個々に問題を設定，それらを解決するための手法を探ります．
各メンバには，学期中にこれら一連のサイクルを経験してもらいますが，特に，キャンパスや関係協力機関での実装・検証実験の経験を積むことで，実証的な議論の姿勢と，システム開発に必要な様々なスキルを学んでもらいます．
加えて，研究会のメンバには，1人1人が何かしらのエキスパートになってほしいと考えています．電子工作のエキスパート，特定のマイコンのエキスパート，機械工作のエキスパート，3D モデリングのエキスパート，機械学習のエキスパート，画像認識のエキスパート，制御系プログラミングのエキスパート等々，なんでも構いません．研究会活動の中で，各メンバが自分の得意分野を伸ばすだけでなく，メンバ同士がその得意分野をレクチャーし合うことでお互いのスキルアップを目指します．そのため，各自がテーマを設定し講師となるスキルアップセミナを，学期中に1回は開催してもらいます．
研究会テーマ
ソーシャルクラウドロボティクス −共生・協働するロボットから共に発達するロボットへ−
研究会・来期の研究プロジェクトテーマ予定
ソーシャブルなモノ，ロボット，情報空間の構成法
準備学修（予習・復習等）
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授業の計画
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成績評価方法
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テキスト（教科書）
特になし
参考書
研究会 web ページの "Projects and Publications" を参照してください．
担当教員から履修者へのコメント
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