ディープラーニングによる猫検出

ディープラーニングによる猫検出

以前、テレビ東京WBS(ワールドビジネスサテライト)で紹介して頂いた弊社の猫除け装置「ニャンナウェイ®」は、猫の顔を認識して水を射出するというものでした。
この方法には、猫が常に装置の方を向いていないと(装置から猫の顔が見えないと)、装置が猫を認識できないという欠点がありました。

この欠点を解消するために、「ニャンナウェイ®」にディープラーニングの技術を取り入れました。
通常のディープラーニングに用いられるものよりも軽いニューラルネットワークを用いることによって、GPUを積んでいないPCでもリアルタイムで処理が出来るようになりました。
また、処理能力の低いARMプロセッサ等でも1秒以内でレスポンスが可能となりました。

以下のビデオは、実際に開発した「猫除け装置用に特化して学習したモデル」を用いて猫の検出を試みた結果です。YouTube上のビデオの一部を使用させて頂きました。
画面上で動きを検出したエリアを対象にディープラーニングによる判別を行っています。緑色の枠は動きを検出したエリアを表しています。赤色の枠は緑色の枠内に猫が検出されたことを表しています。


(オリジナルのYouTube動画はこちら

猫の顔がカメラの方を向いていなくても猫を検出できています。ちなみに、猫の体の一部しか映っていない場合等は猫と判別できておらず、緑色の枠が表示されています。

一方、犬が映っているビデオに対しても検出を試みたところ、以下のような結果になりました。


(オリジナルのYouTube動画はこちら

赤色の枠が表示されないことは、猫として検出されていないことを表しています。
犬と猫の判別という比較的難しい判別も、ディープラーニング技術を用いることによって実現することが出来ました。

今後、さらに検出技術をブラッシュアップしていく予定です。

2017年1月30日追記

ニャンナウェイのフィールドテストを実施しました。
猫を正しく検出し(画面上では赤枠で表示)、そちらの方向に照準を向けて(青枠で表示)、水鉄砲を射出することに成功しました。
実際にニャンナウェイ内に保存された画像を動画として再生したものが以下になります。
赤外線カメラを使用しているため、モノクロに近い色合いとなっています。
動画ではディープラーニングによる猫の判別をしているときは1秒間隔、それ以外のときは0.25秒間隔で再生しています。


猫が水鉄砲を避けています。
この時は警戒したのか敷地内で糞をせずに立ち去ったようです。


画像認識と水鉄砲の動作に合わせて1秒程度かかっており、その間、猫が移動してしまっているため多少照準がズレていますが、それでも猫に対して「ここは立ち入り禁止ですよ」と伝えることは十分出来た様子です。

今後、量産化に向けて準備を進めていく予定です。

※ニャンナウェイ は株式会社最先端研究開発支援センターの登録商標です。

弊社の開発した打鍵力センサーを用いた上智大学理工学部情報理工学科音楽医科学研究室博士前期課程の細田百萌さんの研究成果がScientific Reports誌に掲載されました。
この研究では、ピアニストにおいては「指先の感覚が優れていると指先のコントロールも優れている」という相関関係が成り立つが、素人では成り立たないという結果を出しています。ただし、ピアニストだからといって素人よりも指先の感覚が優れている訳ではないという結果も出しています。つまり、遺伝的・体質的に指先の感覚が優れていなくとも努力によってピアニストにはなれるけれども超絶技巧のピアニストにはなれないという事が言えてしまいそうです。

やはり、「努力によって越えられない壁」はあるのだと思うと、納得半分、寂しさ半分という所でしょうか。

今後も弊社は最先端の研究開発の支援を積極的に行って参ります。

株式会社最先端研究開発支援センター(略称:LERDA)は博士課程の優秀な学生の方を支援するために、研究に必要な機材を贈呈することを決定致しました。
今回の対象となった方は以下の通りです。

東京大学大学院農学生命科学研究科水圏生物化学専攻D3 小南友里さん

小南さんは「nanoLC-ESI-MS/ MSを用いたペプチドの網羅的解析によって食品の加工・保存工程おけるタンパク質分解の動態を記述する」という研究をされており、その研究内容が優秀であると弊社の審査委員会にて認められました。
機材としては、ノートパソコンを贈呈致します。
今後も弊社は最先端の研究開発の支援を積極的に行って参ります。

弊社の猫除け装置「ニャンナウェイ®」がテレビ東京WBS(ワールドビジネスサテライト)のトレたまのコーナーで紹介されました

正しく動作する猫除け装置により、猫に「ここは入らないでくださいね」というメッセージを伝えることが出来るようになります。
これにより、猫に対してボウガン等で危害を加えてしまうというような悲しい事件を避けることが出来ると信じています。
今後も誠心誠意開発を続けて参ります。

※ニャンナウェイ は株式会社最先端研究開発支援センターの登録商標です。

猫除け装置

猫除け装置

野良猫の糞害に悩むお客様のために、猫除け装置を開発しました。
猫を傷つけずに糞害を防ぐ手段として、画像認識により猫の位置を検出して、その方向に水鉄砲を射出する方法を選びました。
実際に動作している様子は、以下のビデオをご覧下さい。
ラジコンカーに猫の写真を貼り付けて、それを装置の前で動かしてみました。

水鉄砲の射出角度は上下±20度、左右±45度です。水鉄砲の最大到達距離は7mですが、猫の認識可能最大距離は約5mとなります(成描の場合)。
画像認識には市販の数千円のマイコンを使用しているため、バッテリーの持ちが良く、かつ、ローコストで生産が可能となりました。
今後、市場の反響を見ながら量産体制を整えていく予定です。

特許出願中:特願2016-110456号

※ニャンナウェイ は株式会社最先端研究開発支援センターの登録商標です。

本社を移転しました

カテゴリー: 新着情報

平素は格別のお引き立てを賜り、厚く御礼申し上げます。
この度、当社は本社を下記のとおり移転いたしました。
今後とも倍旧のご愛顧を賜りますようお願い申し上げます。

・新本社営業開始日:2016年3月1日(火)

・新住所:〒141-0001 東京都品川区北品川5-5-15大崎ブライトコア4階SHIP

・電話番号:050-3713-2733(従来通り変更ございません)

弊社のGoThere!ロボットがROS(Robot Operating System)の維持・管理を行っているOSRF(Open Source Robotics Foundation)の「ROS 8 Year Montage」(ROS誕生8周年記念ビデオ)で紹介されました。ショートバージョンでは1分36秒から、下記ロングバージョンでは5分ちょうどから、5秒間と短い時間ですが紹介されています。

ROSはロボット用のオープンソースミドルウェアです。世界中のロボット研究者が最も利用しているロボット開発用フレームワークとしてデファクトスタンダードとなっています。最近では、多くのロボット関連ベンチャー企業も積極的に利用しています。
ROSの8年間の軌跡についてはOSRFのブログをご参照下さい。

ビデオをご覧頂くと、非常に多くのアプリケーションにROSが利用されていることがご理解頂けると思います。これは、ROSを利用したロボット開発が非常に効率よく行われることの証です。
ROSを使ったロボット開発に乗り出したいとお考えで、国内で入手可能な研究開発用ロボットプラットフォームをお捜しのお客様は、是非、弊社までご相談下さい。

ROSのNavigationパッケージによる自律移動が可能なSLAMロボット「GoThere!ロボット」

GoThere!ロボット

株式会社最先端研究開発支援センターはROS(Robot Operating System *1)コンパチブルSLAM(Simultaneous Localization and Mapping *2)ロボット「GoThere!ロボット」を2015年8月5日に販売開始します。初年度100台の販売を目指します。このロボットの発売により、日本における自律移動ロボット研究の裾野が広がることが期待されます。

ロボット開発に乗り出したいとフィージビリティ調査中で、開発効率を上げるためにROSを用いようと思っているものの、国内で入手可能な(フィージビリティ調査用として適切な)研究開発用ロボットプラットフォームがなかなか見つからず難儀している国内の研究開発機関をターゲットとしています。

▼実際にロボットが動作している様子

*1 ROS:
ロボット用のオープンソースミドルウェア。世界中のロボット研究者が最も利用しているロボット開発用フレームワークとしてデファクトスタンダードとなっている。ロボットアームのマニピュレーションや移動体ロボットの自律走行などにも広く利用されている。ロボットの開発者がゼロからロボットのソフトウェアを開発しなくてもROSの豊富なライブラリを使用することによって、開発の大幅な効率化が可能となる。

*2 SLAM:
自律移動ロボットに利用される技術の一つ。ロボットが存在する環境の地図とロボットの現在位置を同時に算出することにより未知のエリアでの自律移動が可能となる。GPS等のロボットの位置情報を取得する手段がないエリアにおいても周辺の障害物の形状から自己位置を推定するため、位置情報を得ることが可能となる。

【「GoThere!ロボット」について】
ハガキ大サイズで重量も1kg未満と非常に小型である上に最大速度もハードウェア上、時速1km未満に抑えられているため、人や物に危害を与える危険性を限りなく小さくして自律走行実験が可能です。価格も1台498,000円(税抜)と研究開発用プラットフォームとしては低く抑えられています。小さなボディながら、レーザーレンジファインダーを搭載しているため、環境地図を作成しながら自己位置推定が可能となっております。また、ROSのNavigationパッケージを使用することにより、ユーザの任意の場所にロボットを自律走行(障害物自動回避)で移動させることが可能です。

レーザーレンジファインダーの特性上、環境によってはSLAMの実現に適さない可能性もありますので、ユーザがロボットを使用する実環境でのデモを承ります。デモは無償(交通費別途請求)です。

当該ロボットはオープンソースソフトウェアでの動作が前提となっております。そのため、ソフトウェアはユーザがインターネットからダウンロードしてインストールする必要があります。本製品をROSで動かすために必要なPCの推奨スペックは以下の通りです。また、無線LAN経由でインターネットに接続できる環境も必要となります。

  • CPU        :Intel i7以上
  • メモリ      :8GB以上
  • OS        :Ubuntu14.04
  • ディスプレイ解像度:1600×900以上
  • 無線LAN      :IEEE802.11n以上
  • ROSのバージョン  :Indigo

ユーザから要望がある場合には、「GoThere!ロボット」でSLAMを実現するところまでのチュートリアルを無償(交通費別途請求)で実施させて頂きます。

当社は最先端の研究成果をその分野の専門家ではない方にも使える形で提供することを目指しております。これにより、様々な分野の方々が他分野の最先端の研究成果を容易に使えることが可能となり、ひいてはイノベーションを起こすきっかけになると信じています。今後も「最先端の研究成果を使える形で」をキーワードに事業展開をしていく所存ですので、どうぞよろしくお願い致します。

2015/9/24追記

GoThere!ロボット

GoThere!ロボット

お客様からのご要望にお応えして、GoThere!ロボットをマイナーバージョンアップ致しました。
具体的には、車輪とモータを変更することにより車輪のスリップを減少させるとともに、絶対値エンコーダにより回転角を正確に計測できるようになりました。
これにより、正確なオドメトリの実現が可能となりました。
また、Wi-Fiモジュールを省電力タイプに変更したことにより、稼働時間の延長が可能となりました。
今後とも、お客様からのご意見・ご要望をお待ちしております。

2015/10/18追記
多数のお問い合わせを頂き、誠にありがとうございます。
現在、当該製品は発注から納品まで1~2ヶ月ほどお待ち頂くことになります。
ご不便をおかけ致しますが、何卒ご理解のほどお願い申し上げます。

ピアノの鍵盤位置と力計測センサー

ピアノの鍵盤位置と力計測センサー

ピアノの鍵盤位置と打鍵力を同時に計測するセンサーです。
測定分解能はそれぞれ±0.1mmと±5gfとなります(サンプリングレート1kHz時)。
このセンサーにより、ピアノを弾いているときの鍵盤の押し下げ位置と鍵盤に加わっている力を精密に測定することが可能となりました。
局所性ジストニアの研究に使用されています。
尚、写真は位置計測8カ所、力計測5カ所のインストール例です。

簡易脳波計によるSSVEP検出

簡易脳波計によるSSVEP検出


市販の簡易脳波計(Emotiv社のEPOC)を使用してSSVEP(Steady State Visual evoked potentials)を検出する、Brain Computer Interface装置です。
これにより、一般家庭でも導入可能なコストでBCIを実現することが出来ました。
画面に表示された選択肢を見つめるだけでその選択肢が選ばれます。他の方法(運動想起検出やP300検出)に比べてトレーニングが不要なためユーザの負担が少ないという特徴があります。
通常のリフッシュレート60Hzのモニターを使用すると、実用レベルでは選択肢は3つぐらいまでが限界ですが、マトリクスLED等利用した外部の刺激装置を使うことにより選択肢を増やすことが可能です。

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