Transcript Virtual Reality and its Application

空間情報処理特論
～第九回～
ネットワークと空間情報
テレイグジスタンスと相互テレイグジスタンス
２つのバーチャル世界
された世界


現実空間のモデル
 現実の空間だか

遠方，危険，など
できない空間
の世界（
 教育，訓練や設計


フライトシミュレータ，バーチャルプロトタイピング
超現実空間のモデル
 現実ではない架空の空間



相対性理論の世界
数学（ベクトル場など）の世界
アミューズメントやアート
された世界（ネットワークを介したVR）



のテレイグジスタンス
ロボットの遠隔制御
）
伝達された世界
VR+ネットワークで何が出来るか?
Surrogate
Travel
Virtual
Office
Home
Medical care
Virtual Reality
Network
Data Base
Virtual Public Facilities
Museum,Zoo,Library,etc.
Home
Shopping
Virtual
Conference
伝達された世界の例
バーチャルユニバーシティ
•Virtual空間の自分：アバタ
•共同作業が可能
VRMLで
記述され
た校舎
伝達された世界の例
バーチャルホスピタル
 CTやMRI画像などをVirtual空間に再現する事
により病状への理解を深める
 患者の精神的ケア
（病状や検査についての自己学習など）
 遠隔地にいる専門医によるケアや診断
伝達された世界の例
Telexistence
 人間の
を解いて自由な空間で自
在に行動することを可能とする
 自分の
であるロボットのいる場所に自分が実際
に存在するような
を
得ながら，その「
である」ロボットを操る
 つまりは「
を介して自分自身を
に
瞬時に運び，そこにあたかも
ような臨場感
で行動する技術」のこと
 災害救助や実際に人間がやるには危険な作業（ロボット
漫画の世界？）などへも応用可能
Telexistenceの概念
より現実的
exoskeleton型人力増幅器
1960年代，米軍
舘著「人工現実感」日刊工業新聞社より
Telexistenceの研究状況
 実環境に存在する人間型ロボットにtele-existし，ロボット
の手や腕が自分の手や腕であるかのような感覚で作業
を行う



積み木を積み上げる
ランダムに動く台から生卵を握りつぶさずに知覚の人に手渡
す
つり下げられたピンポンを打ち返す（不定な動きへの対応）
 HONDA人型ロボットのスーパーコクピットによる操作
 包囲型ディスプレイと歩行移動機能，音響機能などの追加
テレイグジスタンス
操作
視覚情報
Master side
Slave side
Presented by Tachi Labo. in University of Tokyo
もっと身近なTelexistence
 ネットワーク技術とロボット技術の結合
 遠くにあるロボットを自分のうちからでもオフィス
からでも携帯からでも操作できるようにする

インターネットのような気軽さで，世界中の公共施設，
公園，博物館，ショッピングセンター，家庭などのロ
ボット機器を自由に操作できる
 通信販売であるにもかかわらず，実際に手にとって確
かめて買い物が出来る
 遠隔地にいる家族との五感によるふれあい
Telexistenceの問題点１
 ロボットの操作者は現実空間と変わらない
感覚
 Telexistenceされた側は？
 例えば，Telexistenceシステムで家族とふ
れあう状況を考えてみよう
 Telexistenceされる側にも
感じられなければならない
Telexistenceの問題点２
 遠隔制御におけるネットワークの
 「ロボットのアームが物体に触れたから手を止める」



実際にアームが物体に触れたのは数秒前
「手を止める」命令がさらに数秒遅れで届く
つまり，「すでにアームが物体を破壊している！」
 アームをゆっくり動かす？→非現実的


ロボットの動きを
操作者
時間補償
シミュレータ
直接のリンクはない
ロボット
ロボットの遠隔操作の例
ロボットによる遠隔手術
ダビンチ・サージカルシステム
ダビンチ・サージカルシステム
ロボットによる遠隔手術
 2001年9月，ニューヨーク－フランス間（約
6000キロ）で成功
 胆嚢摘出（腹腔鏡）手術，68歳，女性
 10Mbps，タイムラグ0.2秒
問題点１の解決案：相互テレイグジスタンス
Mutual Telexistence
 from Master to Slave

 from Slave to Master

Master
 愛・地球博で発表
Slave
マスターコクピット
立体映像表示
東大 舘・川上研
Mutual Telexistenceのもう一つの例
空間通信（空間共有）
 電話は聴覚の「Mutual Telexistence」
 バーチャルリアリティにおける情報通信は，
「
」の通信
 メッセージ，言葉だけでなく，「
ることができる
 「
」の伝達と共有

」す
アイコンタクト，身振り手振り，位置関係など
 TV電話は何故普及しないのか？
 人を正面に見据える状況はかなりフォーマルであり自
然ではない
 空間的情報の交換が非常に重要
 携帯のＴＶ電話機能で何を送信した事がありますか？
空間通信の例
高臨場感会議
 バーチャル会議室をCGにより生成する
 参加者も
により表示される（
）
 送信側の参加者の動きや操作意図は，遠
隔地の受け手に送られ，受け手側の視点
の位置を考慮してリアルタイムに表示され
る
 バーチャル空間を共有して
が可能

が可能
CGではない実情報によるアバタ
ビデオアバタ ①
 2.5次元ビデオアバタ
 多数のカメラ（多視点カメラ）で撮影
された映像を切り替えることにより，
どの方向からも正しい姿が見えるよ
うにする
 スクリーン上の投影映像を予測，人
体のみ抽出
 Image Based Rendering (IBR)
 長所


短所

ビデオアバタ ②
 3次元ビデオアバタ

を利用した
 まず，人体のラフな三次元形状を計
測，モデルを再構築
 撮影した画像をモデルへ貼り付ける
（テクスチャマッピング）
 完全な身体モデルを得るには数台の
三眼カメラが必要
 長所



短所
 三眼カメラのシステムが大型になる
TWISTER
裸眼高視野角立体映像による相互テレイグジスタンス
TWISTER
TWISTER
TWISTER





立体映像提示
リアルタイム動画提示
頭部運動が抑制される
（
には向かない）
原則一人利用
相互コミュニケーションのための
撮影と提示のハードウェア構成を
容易に兼ね備える