Flexible Cooperation of Human and Robot by interpreting ... · Flexible Cooperation of Human and Robot by interpreting Human Intention from Gaze Information 26413 16 1 30 ! #"%$ &

Post on 27-Mar-2020

0 Views

Category:

Documents

0 Downloads

Preview:

Click to see full reader

Transcript

� � � �� � � �

Flexible Cooperation of Humanand Robot by interpreting HumanIntention from Gaze Information

26413 �� � �

16 � 1 � 30 �

������������ �������������������! #"%$��&��('�)*�&+!,-$�./ &0�1324�%�5�687-9 ���:���;=<>�@?BA�C-D�E8F�G�A�H@I8JK=���ML�NO�P� Q"SRUTUV-W8X 6 ��B Y"%�Z���[�\K]�0��/_^U`>a!b*�@cd '!):e��f�P� Q"hg/iPj�k-lUmK-n�13�:�Ui&oUp*l-m#H�q�r4n��f�@�# Q"s����*i@t>u@R-v-wBHyx�z{n}|�~��#i�[U\#H����Q*n�1 6 �@cPoUp�lUmfe��:�-i@tfu���!� �����fH��3?O�PE{"�$&�-\������8�:��l�m:a��*�&�/$��8��i@�b3���=�!�-i@l�H&�*����-�!��}I�J:a����*������4�(0:1 6 �@|������!�UiPv-w#H��3�f Y"�$��� ]=���@|��8i3lUm#$}q*rU���*�!�eP�� /$&¡�¢/a����:�x£3|Uc¤ 9 i3�:�B3�@� �"%�Ui3~8�*¥U¦>$��P�B��':)�a*e8�f�P� Q"%e@�!�Ui�W�§Uvi&¨*©:�8¥U¦�ª�«:i&¨-© �P"_D: &¬�AU­���®-¯�l*m>�BZ}i3lUmH�°#$P�:���~���¥¦fH�.>±�1 6 �Pc*�P�/ �"%e!�504�MiPl�mf$�²f��¥�¦!i d-³ H}�8´*�B�-��M��a�bP�¥U¦/iPµU0H�x�z{n�|P¶�·#�P~�� �¹¸Uº�H�.¼»��!}e�a!b�1 6 �@�8����iy.-�/�����$�±81P½U¶f�3~�� �¾¸�º{�eP¿8À 6 c���!���PlUm!a����5oUpfi@�#b��Q��e��3Á 6 �ÃÂ�ÄY 6 ±8|��:�Uiyv-w�2²�Å8t

u*$8�y���l�m#H�Æ*���#�U��M��I�J!a��-�Pc d '�)�a-eLEGO

i&Ç��UÈ-13¥�¦fHÉUÊ Un���Ë8�:iyo�pfi@Ì�Í>���=�!�Ui3t:u@R�vUwH}Î�Ï�����W�ÐK��#�M0$�°*ÑÒ �3�B Q"Óiy¸Uº��-¥8Ô�Ï�Ð#H�Õ�Ö-���@c�]���$�×8[�Ø*�

3 ÙUÚ oUp�Û3ÜBF8Ý�Þ!ßH}à�áân��8�:�yãY�@�B Q"5}i�~���Ç:È*13¥-¦#Hy[�\4n�|�cd ':)!e Ù i 4 ä ���_à-å4]�0��3c

1.oUpfi�´*æB$!²����/�UiPt/uç�èv*w/iyé#ê

2.�:�UiPt>u �¾v-w#$y°*Ñ Ò �@�B Y"siy¸�º*�-¥/iPÕ�Ö

3.[�ë:ì:D/ Y"îí�ï�ð:ß�a����

3 ÙUÚ o�p!Û�ÜBF8Ý8Þ:ß�iyà*á

4.Õ�Öñn5|f�@�B Q"siP¸Uº-�-¥:i�[�ò

d '!)�a*e��@oUp*l�mBH��P� Q"hg!i@jUkUlUm4(r 6 �-�:}iP¡�¢�óBH�k*���!

i

�Ua:bP����|��f�@� �"%�3¥U¦#H}.f±81 6 ���:��i@t/u��Ãv-wBH}o�p*lUm:���_Î��n���¶�·f�@~�� �è¸Uº�H}.¼»��:��Ua!b�|�c

ii

�1 � ��� 2

�2 � ����� 5

2.1�/�&ãQ�@�B Q"�}i3?A�C*DUE8F�G�A�$��@����':)

. . . . . . . . . . 5

2.2o-p-lUmH�q�r{nM|�':)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

�3 � ������������� 9

3.1o-pâ�e��/�

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.2 LEGOiyÇ:�-È*1�¥U¦>$32��*�MoUp�l�m/i����

. . . . . . . . . . . . 11

3.2.1[����

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.2.2[�ë �"!

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.2.3 # ë�$ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.2.4[�ë*W�%

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.3o-p>i&´-æ

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.3.1 EMR & ðfC�i�'#­"(*AyÞUð:F�G�A . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.3.2 ) o/Ø-�Ui�*"+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.3.3oUpfiyÌ�Í�lUm#$!²��}�/�Ui

“Á 6

”v-w/i�, �

. . . . . . . . 24

3.3.4Ç!�.-/��v*w#$@2��*�5o-pfi0*"+

. . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.4x1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

�4 � ��/2�3�46587�9�: ;=<��.>�? 29

4.1C�Ý!EA@ &"B i��8å4_¸Uº*�*¥:i�C�D . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.1.1C�Ý:E�@ & B iFE�Ç!� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.1.2C�Ý:E�@ & B i�;=�*��å . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.1.3¸Uº*�U¥:i�C�D

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.2o-pBH�q�rânM|@¸Uº-�-¥:iPÕUÖ

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

4.2.1¤ 9 i&¸Uº��-¥:i�G É=H

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

4.2.2Â�Ä�vUw#$32��*�M¸Uº-�*¥:iPÕ�Ö

. . . . . . . . . . . . . . . . 31

iii

4.2.3Ç!�.-/��v*w#$@2��*�5¸-º*�-¥:iPÕUÖ

. . . . . . . . . . . . . 34

4.2.4��&�

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

�5 � 3 ���.������������ ����� 38

5.1 ��� ð�����?����@� Y"%F8Ý�Þ!ß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.1.1 ��� G�A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

5.1.2 � ð!ß���A�� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5.1.3���!

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

5.2 ) o H C �fF8Ý�Þ!ß�i#"%$ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

5.2.1 EMR-8i%&('

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

5.2.2 )�*!+#,.- $@2��*� ) o�/10:i�����W.% . . . . . . . . . . . . 43

5.2.3�Uð�28ð +�, =⇒ )�*!+#, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

5.2.4 � ?���ðfE32=(�D +�, =⇒�Uð�2�ð +�, . . . . . . . . . . . . 47

5.2.5 ) o�/(0 =⇒ � ?��UðfE42=(�D +�, . . . . . . . . . . . . . . . 49

5.2.6 )�*!+#,.- $@2��*� ) o�/10:i���� . . . . . . . . . . . . . . . 54

5.3 3 ÙUÚ o-p�Û�ÜBF�Ý8Þ:ß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

5.3.1� !-ª-«:iy¨-©

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

5.3.2 ) o H i�I�o#5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.4F�Ý�Þ!ß�i46�7

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

�6 � 8�9;:�<>=!8>?#@�A 61

6.1~��-¥U¦:i@µU0

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

6.2[�ò

I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

6.3[�ò

II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

6.4[�ò

III . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

�7 � @�� 69

7.1����

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

7.2 B�C i4D É . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

E#F72

G�H(I�J73

iv

� �

3.1 ������� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.2 ���� �� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.3 EMR-8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.4 �����������������! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.5 LEGO Parts I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.6 LEGO Parts II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.7 "�#%$'&��)(�* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.8 +,���.-0/�1�243,5'67"�#�$8& . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.9 LEGO ��9�:<; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.10 =?><��@�A�B�CED!F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.11 =?><��@�A�B�CG3IH�J<��D!F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.12 )!=LKNMOH?J�P.Q�R!S�Q'T)UWV)6)B�C)X . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3.13 "�#%$'&)Y!Z<[�\���]N^`_bac�)d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.14 "�#%$'&�/eQbfhg���)�=�i��) �� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4.1 "�#�j�kEl'm%��n�op3Iq�r�\���] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.2 s�Z�tuTwvyx.z|{E}�~?��T���6��?�?��� . . . . . . . . . . . . . . . . 35

4.3 �8VI\���]?T���6���[�6�s�Z?t0/|���Wz7{�"�#�$'&�d . . . . . . . . . 35

5.1 ���L����aO������� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.2 EMR-8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

5.3 EMR-8 ���G^��G�����N��� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

5.4 EMR-8 ���?� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

5.5 1�2�[��?���.� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

5.6 9 ��_!�p�� G¡�¢G�����E�. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

5.7 �� ?£.�<�)��� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

5.8 ���'^��G�������w���� �� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

5.9 EMR-8 �����<3 9 ��_��¤�� G¡)¢N�w���E�. . . . . . . . . . . . . . 48

v

5.10 �������?���LT��<&?6�)�=�i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

5.11 �������?���LT��<&?6��?�?������ � . . . . . . . . . . . . . . . . 52

5.12 )!=�i����� ���� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

5.13 3DTM T��.6|n�o������ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.14 ������C�T��<&�6�)%=�i���Y�=�� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

6.1 �������L��r� �R�!����#"w�#$<��� a . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

6.2 !�%&���L��r� �R�!����#"w�#$<��� a . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

6.3 )!=�n�o���H?J��%!���� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

6.4 )!=�n�o���H?J��%!���� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

6.5 Shovel 3 BlockB ��"�#!$0&w\(')�u� . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

6.6 )!=!s�Z�tuT�)�*,+Ir� ��%����� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

vi

3.1 ���!�����������w���)��� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.2 @�A�B�C���������� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.3 @�A�B�C�/�� z7{����.���������N�w������� . . . . . . . . . . . . . 21

5.1 � �!��� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

vii

1

1

� "����'a���3�� f��'/���Tuz�{!B ����T��?�0�����E[�������%!��l��w��������k��6#"��0��a / �� ?5G6�������� +�M�� ��6�!#"Nf K%$'&'3)(*�e�+�#�,�,�LC'3w�VE�8f,[.-</�z7{.��C�/ "��0��a / �? �586��%�'��[.�0!#"Gf K1$�2)�<�8f`T+�,�C�/,"��0��a�3+415L[768 3�[19�k%�<6e�;:!T �,�,5<��,�LC�/ "7�0��a�3�=0>0���?#@ ACB�DE���<k�F�k �06HG0I�3KJMLN� * T.� 2 O1P�Qu��%Q0T R�5N6�?�@#�7ST#U T�QWV7�'X �):��'/�Y�Z!k�F%{1$[ {.X\��� "7�0�NahT��.6 !�%���]�Q0^1_ `#!�%�T��!6��aLcb U [���C+de��%QL�f?#@K3�QgV7��k%��6�$W212��+h?2L[%iK�,� "��0��a �)Q?R0/7�?K�T)U.:�586K83�� f�2�3)�0J�6�$02i� [ �� #j.[+k lK3�m no�p��kKFE{ $K2��WMH�7q [ K�T�.�“ ���+k<T���6�� "���Wr�� � ” � “ s!� a "w�t%u#��/w�0��{.�<T��!6Hv#! ” � w¤zk “ x R�� " ����r��� ” � 3 yLTwD!*?5'6 2�3)3%�KF?6�$K2��4f�zwg�� 2 y��+k%l�,� "+���¤a Q�R%{ |'T�}#9.k.��C���~%8G/e1�2p3,5'67$w��T �0Fe�;�Wx�R�� "�?�gr�� �,�.�,��C���r� '/f�%� z�{?o��)Q?R0/gx R U T �� ?5'6'2�3�/'xh� 3?zk�<6�$#2���\ l#�.� “Learning from Observation” 3i�'���0��1�2�[��%�1b&�'/���8T"7�'�¤a T+���?602L3�� �("+�'��a�� �1k%��R�!<����� A �0�gr?���L�G����A� � [���T���9!k ��=K��K�M L{��0q�[�� �0/H� � U [�� ��T��aF�������x�4���QR0/ax,R U T �� z7k � +�\'l#�KJ�67$

Learning from Observation ��?#@<T�y ��k0� 2.1 �+� �'673�,�'����?�@K�0��=�'�,�LC��+k ��K� !�%�n�o�� �� A¡-¢0�.£0¤�[���/�¥%¦'�%�W3?z7k "7�0�¤ahT�g�%k��{1$W2i� M|�+�%�#�'�.� !�%����0§���¨1�#��F?6+3 � !�%u/eQa9�k �u6f�C���� © A j.ª A¬«L;�[��f��¨ �#�#F![.�'$,y [ LN���C%3 "��8��a73�_`#!�%u/Qbf�­�T �,� "��0��a®��,��C%3+¥%¦�BN3p{ +��'V Q�R0/u3)6'2�3�/�g m'T7�+¯ ����L{+° U [+±%²t'T��a9!k�!�%0/H³�Q z7k � +�$g2)���,��LC?�+´���!�%����'fT�=Kk��W2�3�/�� z7{._`#!�%uT � �1µ +��,�LC�¶'Tu3�9!kMx�·<[7_ `�!�%W3f��¸W� $+��C83�"7�0�Na �._ `#!�%�T��1��k ���aL.xp·��.¹1ºL[?�!_�����/�� »�56�{�Z�T�,�&!�%��+�1�#!�&+��[ +����C��.¼!='½%� A¬«L;¾AÀ¿#Á,Â0/�Ã4z + ���586E{KZ��7�1��Ä�"7�'��a T7�a�?6|1�2K30J�67$

2

�1 � ���

� j1��,��C��+¼ «1^�����/E�p��� a T��'Q�5'6wU!� U �1���KJ�6�=�>0�%�#3¥%¦'�%�uT� ����KJ�6<3 �a�E{1$�=�>a��7b U T��?R�5'6f�LC���� �%^!Q�R'/����z��a2i�'/f¦��.586� ��u[��%�0/��W(1�%�<6�{KZ7����� � ?�@��7Q ª0T�� ��k ���+! ����p�0� [ {�" � D$#K�WÄp?�@½%�uT![%9%k�<6 [1] $���C��)=�>'/�D!�?5'6 23H�%�.v#!%½%�W!�&,��[ +�����%��R�� �,«L;�[��e�7�1�8/��&%'zi��2)�0/�"+�'�a �)Q?R����<T'�(���*)86'2�3)31��Ff�g�,�.��C��7´���!�%uT'+86L3.Ä-, M�[.��&�.�0/ U �.¹ º<[7��CG3�"��0��a �+_`�!�%�/�%Q��KF�6�Y�Z�1W30J02+$ [ { �43576�8�9�:<;(=�>@?�A�BDC48FE�G�C�HJIKML�N�OFP�G@8FEQ64RFS 2�T0U G7V�NXWJYZ*[ 2 WJ\�]�G@^$_�H�` 2 =aScbedgf�h(ijV-SFkD;@Cd�l�I�m�n�Ggo$=qp�rsVatuv G@w�S�H�` 2 kqxzy0{ A

6�|�}(: 2@~ =�S�beAQ��]�G4m�n�^F_�>JI 3 50^�_&N��S�t0>'�����FL4� 3 5�CX�F8$����=aS(��?�A�B�]�N��Qi [7� ^$_�N��&�gV�I��0C^$_g6��F��: � ;�=�H�IK�L�lj�q��C��g��6D��N�� Z Gg��tQf'ID�4�&�¡ ¢>�K�L$C�&�$6�|�£0: � ;�=�l�¤J¥QN�G � kM;@CQ¦gb�N�I 3 5�^$_Q>��4�&�< ¨§�C4©$ª$^$_=FV�t4«(¬�N�­�®�H�` � N(fX9$9�¯7°.±�I(G�²¡;4C4^$_�6�³0´sVa��µ�¶�>X·DGJS0CH(`F¸¡b.9�k�0C@\g¹�C

1 º NX»0¼¾½-¿@ÀÁ$C�Â�Ã�l0`�Ä&° [g� k�Å�Æ�Ç�È$ÉDC 35(ÊËFÇ�ÌM>�Í$¼$Î0C@ÏFÐ�lu v S¡=�SsbqÂ�ÃDl(` � kjV�9<V�I�«�Ç$È�É�>D; [ iH(NXÑJÒcV�GJ9��J�$lFk�Ó0ÔM>JÕ(Ö0×M=�Ø�Ù(Ú�Û�¼DÜMÝXÞ7ß'Ù�à�³0´�V���µM¶0l@ᯠ[ t�S � kQfgb

1 º >�â'ã(ä$C$Â�Ã�l��&�D° [7� k@å$ægà�ç��@: � �0è$N�é(´$:� åFæ0Ê�Ë�Ç�Ì�C@ê(ëìFí�î�ï�H0G&�ðIJK�L$C�ñ(ò�CXå$æMH�>X����d0l�Ü@¼(ó��ô à�õ [g� ;�=�l4ö$÷�N@ø v t<V�iS$I�; [ f-å�æ7à��$��: �'ù HMâ'ã0äj='G���t<Vi�bq9j°�H(` � kD;XCD¦7b*G�\7¹�9j°-I4å�æ0^$_M>@©�ª$^$_ú=FVatXû0´ Z*[ tJS(G90���7=*�&�Q° [7� kjV�9<V-I�Ó$üQCXå$æ0Ê�Ë�Ç0Ì�C@ê0ëý$�D>4«(¬�N4þ<�.I�å$æã�ÙJÜ$ÿ�À�¼��0N�f*éj� � ¦&b�NJG$��tJS �

[2]k�����>�IM�@�Q�<  C�áF8DC��4HDf

� à�´0S���E�à�� �s=FVat�I4å�æ�^$_�à�´(SF��K�Lg=����Q�ô  C�� �FE�MC�ñ�à�µM¶���]<=FV�t���¢IK�L�l��q¬$]�N�á b � E��H�´0S � y0{��&o�C�u v Z H(`[�� I0Â'Ã&G&���JåFy�{�à! &�@: � ;�=�l�H v � k"�#�$ H�>�i�±�%

2 & H�> " µ�¶�C�')(�µ�¶DN º S0t+* [7� k,% 3 & H�>4KML$Cå$æ�C��$� º S�t.-�/�I0% 4 & N4I�åFæ7à�³�´úV��,� ��E�Qà21�3cV�kJ�ôV�t�I0%5 & H0>I0����E�&à�á b54 �06�7�C98�:gN º S0t�;�<�: � I0% 6 & N=8�:sV��>4�06�70à'´(S��,� ��E��C�ñ�Ç(�g¦2?�ñ@A�Bgà�ª�:$k4Ó�C�N�I0%

7 & N�A # =EDCMC+F�Ã7à�-�/ � k

3

2

2

" µM¶DN ')(�C���S@µ�¶�H�` �“K�L@É¡���g�ô 

”=

“å$æ�^$_

”C

2 º C4����C�µ¶Qà����$: � k

2.1 � � � � ����� � � � � � � ��� � � � � !���Q�ô ¢>IK�L�á#"gà%$'&�( � �(è�N�>I*)s°,+FC4K�L@á�"#-�.0/gà 8>:�( �

T0U l0` � k21@C�KMLXá#"�-�.3/�>�I��4�g�¡  lK�L547658!á�"gà�9���Va��� IJKL:4�C+� ��E�à�á b.ò�N�³0´ Zq[7� k;14CD¦&b*G0Ü��;<�-3.3/&N�=�>ô��@�&�¡ ? �A@$×CB�Ù3@4C �AD C1 º H�` � “Learning from Observation”

N0'�( � µ�¶�N ºS�t�;�<E( � k1 [ >IGF�H$y�{I4�C4�#J�E�´&à%K b'¦&b*G4p�r�]*L3MgG0Ü��;<�N@�FS0tJI��0CÜ.�C<4lñá Z*[g�ONQP àARëôV-I���C �C�SMtFC*T �gà!8�Y�( � 1U4�lJ¤�¥MGE"E ?IV B 6XWEY�à'K�L$lEZ�P�( �\[ D H0` � kC1'1XH�I]"$E ?�V B 6XW*Y^4'>�Ü.�<�à7_�-'( �'ù HG= " 4�G � "FE0`DCX1a4�H(` � kM�@�&�¡  >cbad�V�tJS � K�L$Cá#"e4f"$E ?�V B�6gW*Y^4�CAhô�,iQÙ�@�à�áMS$IJK�L$C@á�"&à�-�.3/'jcVat�S � kk�l C�µ(¶0H$>�I�m@yF{;6*n�C�oQp'q�t�E Qà � �I4$V-��µ�¶

[3][4][5][6]I�«0r*

EDNX�Mï � � 4tsFEJy${�C7u�vMCE-3.0/3j&à,wQ�4�'µ�¶[7]G&oal0` � k4i��JIcxy CEoap�qFt�E�DN4��SFt�E� �Az C�{+B '%|<à�-3.3/3j V4�@�&�¡ ,4�C���FE�

à4ñ��úV��XµD¶[8]�U}�{�H(>FG7��~'�FyDH�` ��� fJà2AU�I4�S b�"0E�N�� ��V��

µ�¶[9]f*áD¯ [ tJS � k���C��@HDfO�DN " µ(¶�4��0l �*C7��SQ�X�Q�g �4�C+�,�FE

QN'E( � µ�¶[8]N º S0t+-�/�tJ�¡��k��� °�>I�K�L:4��@�&�ô  L�HFCG~3�DG��0��E�QàXñ�3( � 1a4�C¤¥DG(Ü��;<-�.�/&à213sV��$k21XC ��D HF>IQ�4���¡  >�åa�MN�¦4�tJK�L$C�E�à2('��( �

ã0�7Ùc ��e4'�,���������ãA�jÙe���#JU�E�'��'%|(pre-condition & result) �\�'�(:�Q1a4\ U¡G¢;<�-3.�/ ��£0¤ (:�E¥C¦G§©¨ª�¢>A�A«0¬0bUdI­f®:�7¯A�^°±�\4�¡]¢<�-'.3/³²X´µ�0¶g·g¸\¹#ºG¯3�^°±�¼»E½Q¾I4�­¿®:�*+ �7À ´Á�3Â�à �%Ä Å�Æ;Ç ��ÈÄ�É#Ê ·%ËÍÌ,�*Î3Ï©º�Ð'Ñ�Ò� �cÄ Å%ÓUÔ »' ;Õ��*¥ Ó �EÖ�×;Ø;·U²g´µ�3Ù�Ú;�a¡

5

2.2. �������©���� �� ��� �2 � ��� ���

¢��������������! 'º#"%$#Â'Ã�&©¡('X° ��£A¤�) � ÓaÔ »' aÕ#'¥:���ª�O� Ó � ��# �*G� ÆaÇ �,+.- É0/%1023É�3X��4 �65¿�\Â3Ã87:9<; Ò�Â%=?>X·A@�B�C�DA�O½�¾aºÐ'ÑQÒ' �FE0G ;IH Ä 5�D0CX�E»3� Ó ®; �* Æ;Ç »,JLK�·a¦G§©¨ª� ·%ÑNM � OQP DCX�]���^¸ Å �R*,SUT' WV#�*¥GÂ�ÃLX3·Q¦G§©¨ª� ·AY�Z<5[D,\]5%^7º?C._�`ba.VQ��ca�5t®2º?C�¥%d Ó  3� ÆCÇ �#e�f /�gUh »(iQjE®�D�C2� ���R�0�©� k�l���� · ��0) � ÓaÔ  0�X­��c· m�nCº ÆUÇ5Ô ¦E§X¨5�¼�,"%$�Â�Ãa»#H0«a aÕ�� ÔpoQq D%CC�E¥

2.2r s t u v w x y<z { |

���R�0��}F��!}�~�� *E¶ } 2 � ·(�#�2 UÕ#�G¥• ��� ·a²������#Â'Õ ���:���W� 5�.f�� }��W��%� *?� ��� ·a²3�#�G¯©°F�!�'°0�G UV#�*¥(� q?� ������¢ � � C�D��]¯��0° ���� ) � Ô Õ(�����c¢0�0'��:�³²g´��©· �0� *0�G¯N�3°A·F�R��5�D�C2� }  %� ��� ��A¯��3° � ���; ;Õ7® � ��+ � ���7¢a· � �() ½Q¾NaEºL^ �.���#Â'à }�¡R¢ »�£^7º;� Ô:oLq ��®:�E¥ ���:���� 5[F��� }R¤©Ô ¹^¸\» Ó ®g· ¥ ) �E¥(¦R§ } ��� R*%� ���±Ôp¨�} ÒgÕ ���R� 5�D(©# ) ��ª�C )�} �U� [10] /��0�c}?«?¬�­^����5:�A®(¯c°,±�²�' } ��� �F«#¬#³�) �:�W� [11]

» Ä�´ ®WD#CC��¥ Ó ®µ� } �W�W*.� ��c}%«?¬�­R/�¶?·�­^���� 5�D%¸�´��.¹� �» ���^���R��) ��º�»* WVQ��¼ ­:� ½ �5�D0CX�¾���a R*�º?C#¥¿ � *?� ���!}]£ º�9.¼ ­:� o�À 5¾�0d } ¼%ÁNÂ�à q � ÆCÇ0} f�� �U��) � ÔC ÅÄ�R�0�RÅ  WVQ�E¥ ��� ·a²3���0�#Â�à Ô:Æ0Ç 5�D��F�����c*FÈXºL^¾+ Å a ·�É5�D0Caº#C Ô C q �*¥,¦R§ } ���c 3 �%Ê Y ) �G¥Ë?Ì%Í�Î ÂAà }�Ï?Ð�Ñ%Ò Â[Ó�Ô Ô 5ÕD?� ÆaÇ%} ÖØ× C%Ù É03 Â�ÚtÒ9Q·�ÛcÜc5:��ÎÏgº Ï%Ð Â Ä Å¾Ý ¢?��ÞÂ�ß0à]5[D�C!á[��� [12]

»WVáG¥ ÆCÇ » ÍRÎ }(â�o Ô 5�Dã J�ä�å0Ù?äLÂAZ0æ ) á Ô �0d } Ù?äLÂ�i�ç Ì =¸©²Aè Ë = },é Î �A'?&�ê�»�ë�ìG�í0î�ï�ð0l�ñpò á�ó�dô5[D ÆUÇ0} �0��õ C#ö ò � } ��'#&Uê î�ï VRá��WÂA÷ � 5:����!}(ø Ò�&Qù('cú ï é 5[D N-Gram û�ü Â Ä Å%ÓUÔ å�� ��� &Lù�'Qú Ô�ÆUÇ�}#ýº ÉR3  é ËRþ�MA� Æ;Ç�} Öÿ× C0Ù!Â��QÜN5[D�Ccá,ó� ò �#����� ���%� (Hidden Markov Model)

 � C�D%� �0� ��� ÆUÇ0} f�� ·¢ 9 ï�·��%) á + Å Â ß0à<5�F�U� [13] õ VRá,ó GRí�î�ïAð�l8ñpò ��,'��%'�Â� CD Ì Ù?äLÂAZ0æ ) á Ý ê%�WÞ?� ����  û ^�� �c}��W����� ïUÓ(} + Å Â ��

6

2.2. �������  �� 5� ��� �2 � ��� ���

5ÕD?C�áFó ÓF} + Å *0Vc�Õ�:Ì PcÆaÇ�} Â3Ã� ¶�� = Å (regular grammar) ï�� á��Õ�� q���� ` Ô 5�D ð� 0) á ( ����� ê?����� Ô���� )ó�j��� ����� ê ï ¸�MRá

���Q}(é�����  ��P á(ó(� q#� � “eye” Ô C Å Ù?äLÂAZ�æ ) á�_�`c*#� “e”�

“y”�

“e” }��Nï �#' } �"! Â�#�á Ô C Å$�  �!P á#ó&% ï�'"(�ñ:ò ��� �'!ù%�����}��)��� ê?����� ï+* a\Ú,�5�D%Ccá,�W HMM ï"��- D&.cÜ ) á(ó Ó(} + Å *Æ;Ç�õ �.' }+�"!  ¶%·�ï e ��/ ö ï�0 È�ö ò (_�`�åca7Ù#ä } Z0æ õ�1�2 åVáÔ C Å ¼%ÁN 2� óÌ ä } =��!Â+3540å0Ccá Æ;Ç�}F��� ���Õ�0Ù?ä } º û�6  �U�%) áÕ��� [14] õ Vá�ó ÓF} + Å *F=7�!X } �#Ù.ä ï � C�D?� ÆaÇ%} ���Qï @0BCÕ�� �%��}Aø Ò ��8 � øÒ�97:��;�<>= Ç�?�} ¥ ­ ���A@�B ñ:ò ,¼�Á�C��ED �LÂ�ÒU9 ï�F�G�) á.ó#dµ5�DVL���^Ì P�H B<5[�I �KJ  � CRD.¼%Á�CN�LD �����NMPO } º û�6 Â�Q ��R á(ó�S}KT�ÅU}VU�W �YX7Z�[��]\N^_��"`>a Ý ê%�WÞÂ�b>cdZ�[%¸Le ��M5O õ&f �cÂV3�g��õih � Ö S }�j ä }�k>l�õ�mPnih �Ko ÙiXqp - [ o á5X�rs\N^>t ï�j äPu k>l5v�ðw Rix S>X�å�r�MPO7u f ��y û]v�z�{�Rsx S5X v}|�~ Z�[ o)x ó� ï>� rV��� v����ï Z�[ ��YX���� 6 u7��� v��"� Z�� �"� [15] � ��õ���x(õ rS òLh u �5��ï���� Z�[ o)xV�>� r���)u&������� n]h M"O�u k5����7��v� >¡ Z[ o�x+��¢>��x�£ c7¤P¥ ¦ � M5Ou �7��§5¨ e�©Pª x Xq«&¬E­¯® x �7��u�^}a�ª}°v�±�² Z³r´�u�µ�¶YX�·]¸ x S"X�¹ ¢ aV®Pº�r��� � M"O7u&»7¼ v� "¡�Rsx�§���½¾ ª�»¼ ¢>��x S"X v w Z�[ o)x�£ Z n Zqr�S�® h u �"�>¢��V >¡�¿�À5��Á� ­¯®[�à h�Ä r  "¡�¿�À�� ­�Å)ÆVÅ ¢"��x�£ S�u ¨}Ç ª T�ÀP� ÅÈ�É m�§��5� ¹ {)Ê7¢Ã hNÄ rË°�u Ì�Í ½�W5¢>��x�n�����Î ase�Z�[ o ª o�£�½7W�Ïiv�Ð5Ñ�x�§�� r TÀu�Ò7Ó Ï r  "¡Ô�Õ ª k5� u�ÖP×�r  "¡�Ø Í"r&Ù�Ú�ÛPuVÜ�Ý�ª}° § �sZ�[�ri­ h ªx³�P�)v�{}Ñ�x�Þ>ß ¹ ��x�£

7

3

3

��� ¢�� r�Ú��u �7��u ±�²�§���o [���� x�£ �7� v �>W x � ѧ�� r�´>u�µ¶ v ·i¸ x�Þ�ß ¹ ��x�£

3.1� � � � � �

Å Ä r���u���� §���o [�� j5§ ���� x ( � 3.1) £ ���>nih �"! Z��$# � r&%"'�è)(�*,+�- u/.�0 ¢$1"243 r/56' §&798 x�£ Ú,��¹ ��x 1 �Pv�: � 3<;�o�x�=�> r: � 3<;�o�x ?�->nA@/> ��#�� � 56')¥7u/B �q±9C ÍPu Ð�o�D�EP¢���x"F/G6H�§I78 x�£ �7� � ��J =&�/K º ®>r�L6M §���: � � (

Ú��¹ : � 3N;�o�x<D�E )r�O �

(� vQP ��R ¢ ��S ­N®>�$#�T6U ¢���x,=WV ¸�� =�> rP°�u�%�Í nX@ �Y!Z3 ��#�� ¢�[�Y! % =)\)! %�¹�] 3�^ ª x #YJ9_7u � )

r FIG�HPv `"Ê È�a�� =Y3b;K¡$c ­�® xV£����d ¡�§"¨&ÎY;�eZ@ ®P�����gf>��� v�h�xQ= r 1Ù�i�j5u�k�l =nm u�Ù�i�j5uoXp q �sr

( t�u�v6w )¹�x"y §Nz�{ ­q® x�£ Ú,��¹�� §>¨�Î|; »¼ v&}9~"¢�>�x u

� ���5¹Ik�l 3b;�o�x � ¢���� r o�pbq ��r F�§��6�Q=�Ê °�»�¼ ��e4@ ®5ª o£ o�pq ��r �����"§VÐ|� ª v6w>¢���xV£ Å���r³��Pu�k�lg�9� � r Â���§K� 100[msec] �@ 300[msec]

Ì7Í ¢���x ¹�r������Y� §&� 1000[msec] � _ § ª x �Y� � ��xV£ �u w>K� r opWq ��r Èg� ¢ ª ^ ­�Å�Æ�Ū$��� v"w uI�6�,�I� ¢��7xV£�� .>t�ª v"w>¢�7x�� ��� w r��6� v|w (smooth pursuit movement)

r t"u|vYw (saccadic movement)

v ��� x�£������� �|� � 1 � 6� � 3 ; �¢¡&��� ¢�� � wZ3&; �¢¡ £g� ��� w)��£X¤ p�¥

(flick) =<K ºV®¦¡ 0.03∼0.05[sec]�Y§ ¢$¨|©"ª�§/«­¬ ¡³�9% 20 ® ÌÍ�¯Y°|± p² � ¡�� � �"³�° � ¯ v"wg´Nµ % 15[sec]

Ì7Í�¯�¶g·�%  N¸¢¹ 30∼100[Hz]¯/º

»6¼ S ®¦  ½ �¡ �g½�¶ w¿¾)PbÀ�Á (tremor) ´$µ % 5 ®��,Â�¢�£X¤ p�¥ ¯��§�Ã"Ä X¡ ���5§IÅ�� ª�Æ w r ¤I£Ç¾ (drift) §/® � @ ®�¡ £

È�É"Ê � v�w ¡ ?Y-� �Ë�¢ � Ç �|�>ª5°b¯/Ì @n� ª$�I� v|w7¢ ´6¯ � Í � 30[deg/sec]Ì�Í ¢gÍÎ�Ï´ �7¹ w � ; �Q¡$� §/}�~ ¹ «Ð¬ ¡gÑ = ¹ Í ¡ £

9

3.1. µ�� =����Q� � 3� Ú��6¯ µ�� ¯ ±�²

� 3.1:�9¯/���

10

3.2. LEGO¯/����� ;�� ¤ § ÃQ��¡ µ�� »¼�¯�� e � 3

� Ú��6¯ µ�� ¯ ±�²

� Ê � B Ð|� Í5¹ 300[deg/sec] §�� ª�¡ Ð�� ªY��� v"w"¢|´Nµ �¢ � Q>�^ Æ��d­�X¡ =�>7§�« ¬ ¡ £ �7¹ w � ; ��¡$� §I}�~ ¹ « ¬ ¡�Ñ =����¢=�Ê °�ª�� £

3.2 LEGO � � � � � � � � � � � � � � � � � ��! ¯#"%$�¯ Ë'&)(Y´�µ��)*+� #, � ;"´�-%. ¯0/%13254)6  87�9Ð3b´;:�<>=�?@ � ;�-�.�=0ACB p ¾ ¯EDGFIHCJGK �;L¢ �M;NGO ¡9Ñ�P8Q Í ¡CR : Ñ�Q ´ LEGO¯

����TS �;L� VUW PX ´E�LZY ¯ -�. ¯ µ � ¯C[G\   K)]�^R LEGO¯C_�����S

(�´;`¢¬ba ��c�d8_����S;^Ce;f%Q �&´#g ¼ ¯�_����S aZh �jiCk ÃYÄ�Oml R�nG^ ´`mo�p>q Hsr;4md ¸Tt;a �%cuQ �wv�x;y{z}|;~ Q (������ H l�a �%c>P�H l R!�C�pmq'=�� LEGO�s_��)��S (��)�)���%=�gG� Q���� � _���)SE� LZY;=0�0�T�G�G�� k NG<>l P��Z�I� <ml R :�< �V��46�P}[u� & H#�; I�s¡Z¢;d�£T¤�¥Z¦ l ��PVQ ��T  *T+ d , � l �!P =!pl8§ [ZH�JKT� L k¨ x P#H l Rn�© ( LEGO

�0_!��)S%d8ªZ«uS � l�-%. �C� T¬�­ h d�®G¯ Oml#MG° d�ªZ«�^)R : ��±�²jd ��³�=�´] l R

3.2.1 µ�¶3·¹¸�! ( LEGO��_%����S�� L d U;W PX � 1 3.2 =�º�O�pmq�=0�E»T�!=#¼T� XVS� l LEGO

��_����SE� L!=C½ ¦ l �; I�C¡j¢;d#¾G¿�XÀ^;R�� LTÁ�.;(�Â�-GÃ!( �l k � 3 ÄGÅTÆ Q��Ç� �uÈÉ!&EÊ�Ë HE� L Q�� l RsÌ °GÍ�= �m�8Î o#ÏCÐ;ÑZÒ �GÓÔ dCÕZ�0SjÖ%� � �: �0×u_��)�)S�d�ª q�pØq�=#Ùº X8^;R

3.2.2 µ�¶ÛÚÝÜ3.2.2.1 EMR-8

M;°Z=GÞ�� ( ß ) àâá0ã#äjå ­%æEç ã�è�A æ�­�éêj�;ë�ì;í�¡�¾¿;î)ï EMR-8(1

3.3)d , � l R��0�Cî�ï Þ�Ë ë;ð å)ñ ( òEä�ó ­ ã ð åTñ )

P ò�äó ­ ã8ôZõ0ö)÷>áø Î��úù Ñ�û}< S ½ � �#ôjõjû�< ^;ëEìuüjý�Î�� ö ­;þ)�#ÿ��I�����Güjý�d#¾G¿�X ��3.4 =�º�OÇpmq�=��)ò�ä�ó ­ ã ð å�ñ Q0¯ � < ^�� òC~Øhsä�� �s��� �>=� ë�0�������¹d������ ºTO�l���� ç � Q%� l R EMR-8

�0�� ��>i�� ��i�! z ­ ø Þ30[Hz]

Q�� l R!�C� ��� ç � �s� üZý#" Æ P%$�&�')( p;l+*�, ¾G¿�" Æ d.-�/ XS � l10�2 k)� l [16]R�43)( pul P �65 ï�" ÆIÞ�7 ���)nGQ;� *�, 1m

( t ¢ 1cm

11

3.2. LEGO�s_����)S���� ( ½ ¦ l � ����!��®G¯ �

3 � � �s� j����

�3.2: �;° �����

Å�Æ QT� l ��PVk Ä Î«GS � l Rn;^ ��7 ��� *�, k 50cmι�

150cmn;Q Þ������� ( *�,���� ku¨ x Q�� l k ��� 3 �)� � *�, (� l �jd 7 �ÝXVSIÖ � $�&�' (à k�� o © *�,���� k��)¨ x Q�� l �%P8k Ä Î)«�S � l R! #"�� 0�2�$�% k�&G���QT� l ��P�d#��' OØl P �(�� � ÈGÉ�)+*Ç� (150cm ��, )

d 7 � Oml ��P.(�- l �Q ��*�, ÖÀüZý!���¹Ö/.�0%Q�¢ l P � � l R�� )¿ �IYC� Ì °�Í>Þ21�3 (54 y d#¡Î�6â�7#kG¨ x#8 � l ^ Ïu� EMR-8�Eî�9 ( p;l ���j�;:=< Þ�� 7?>A@!- ��BDC

8 � l(E n�^ � EMR-8( p � ¾G¿ û 3 l ¬)­ h�Þ��� ë��FDGIHKJ�L�üjýu����'¬)­ h nG^ Þ EMR-8ð åTñ ���M�( ½ ¦ l ����N 8 � lOE

3.2.2.2 LEGO P�Q#R�u°�8!S 0�XÀ^ a ­�c�d � 3.5 ½>p ¤ � 3.6

( º 6 E�a ­�cUT �;� � a ­�c�kWV¹�X � l'v�xy)½mp ¤ � � Â�Y%�Ea ­%cu�OZ ½>p ¤ � �OZ!� a ­%cu� Â�Y d º X X �l+E�v�x)yjÞ 7 t (Axle, Open-Axle, Bearing, Peg, Hole, Screw, Screw-Hole)( Ä[ û 3 � Z Þ 6 t (Red, Blue, Green, Yellow, Black, Grey)

( Ä [ û 3 l(E8v)x;y (t � X;\^] �/_a` 6 lOE 7 t � v�xyjÞu��� 3�b�3 $�c 6 lÀv�xy 7��G��_��G¥m¦¨ x�8 � l(E _T��¥>¦s¨ x - v�x;y �s_���fad�e>d � 3.7( º 6 E n�f � “Axle and

Bearing”�!gT��¥Z¦a7

“Screw and Screw-Hole”�!gT��¥j¦�( ÞE� g��0¥>¦!L�×)(?h©

“Driver” i 0 � XOj æ!k Ï�i ªmlnhT²�o��Dp (�

3.8) E

12

3.2. LEGO��g���� X ��� ( ½ ¦�p8� ����!��®G¯ �

3 � � �s� j����

�3.3: EMR-8

�3.4: ò�äó ­ ã ð åTñ � �

Ì °�Í (5g���� X ��� i�Ùº ] f LEGO� Ð;Ñ � i � 3.9

( º 6 E ���)(!h)²-� ­�� YZÞ 13 ��8 ��p EE»T� (��p�� � ­�� Y>Þ�� ��hT²a- � ­��IÖ��=dOe X 24

��8 �Dp E f ����0�2�8)Þu� � ­��G�� ����!�O��� (W9�� ] X ���%�!�� i ªZ«X ½ � � �C�����275-�p?Z!�(��� ÞCÐ;Ñ � Î��w®Ý��� � X �Dp E3.2.3 �ݶ��Ì °uÍZÞ�� � �%�"! 5

T 8 �Dp E��G° �"#�$ ( $ ] X�%& Þ"'�( d 3 X � - � E

13

3.2. LEGO��g���� X ��� ( ½ ¦�p8� ����!��®G¯ �

3 � � �s� j����

BlockA 1: Axle ×2 Blue ×1

BlockC 1: Axle ×2 Black ×1

3: Bearing ×1

BlockE 4: Peg ×1 Blue ×1

5: Hole ×1 Yellow ×1

BlockG 4: Peg ×1 Yellow ×1

5: Hole ×3

BlockB 1: Axle ×1 Blue ×1

3: Bearing ×1 Block ×1

BlockD 1: Axle ×1 Blue ×2

4: Peg ×1 Red ×2

5: Hole ×1

6: Screw ×1

BlockF 4: Peg ×1 Green ×1

5: Hole ×1

Driver Grey ×1

Nut Black ×1

�3.5: LEGO Parts I14

3.2. LEGO��g���� X ��� ( ½ ¦�p8� ����!��®G¯ �

3 � � �s� j����

BlockH 1: Axle ×1 Red ×1

5: Hole ×1

BlockJ 2: Open-Axle ×1 Yellow ×1

3: Bearing ×1

BlockL 6: Screw ×1 Black ×4

BlockI 3: Bearing ×1 Yellow ×2

4: Peg ×1

7: Screw-Hole ×5

BlockK 1: Axle ×1 Red ×1

3: Bearing ×1

4: Peg ×1

7: Screw-Hole ×8

BlockM 3: Bearing ×1 Yellow ×1

4: Peg ×1

7: Screw-Hole ×9

�3.6: LEGO Parts II

15

3.2. LEGO��g���� X ��� ( ½ ¦�p8� ����!��®G¯ �

3 � � �s� j����

(1) Axle and Bearing

(3) Peg and Hole

(2) Open-Axle and Bearing

(4) Screw and Screw-Hole�

3.7:g��u¥m¦���� [

(1) Driver into Bearing

(2) Driver into Screw

�3.8: �}ñ�ä�� i hT² 7/6 p g���¥m¦

16

3.2. LEGO��g���� X ��� ( ½ ¦�p8� ����!��®G¯ �

3 � � �s� j����

�3.9: LEGO

� Ð;Ñ �

3.2.4 µ�¶������³ �;&�� 8��;°IÞ ª=d�3f E1.Ì °;ÍmÞ EMR-8 i î�9 ] � EMR-8 i?S 0�6 p;f Ï ����� ���V­ �� ���iª l E

2.Ì °uÍZÞ��º�û 3f LEGO

� Ð;Ñ � i���� 6 p E3.Ì °uÍZÞ���� i�� ( LEGO � g���� X i ª l E

Ì °�ÍZÞ������ � 7?-�o��! LEGO � � ­ � �#" ï ( ��$ X ÞO�u° i&%�' 62p 8)(+* - $�E f,!Og���� X&- �/.�(Wh)²#- � ­ ��o Ä Î * -/0W-« X Ö1!sÌ °uÍ132 o � ] $ 74 l �65 � iUS 0 ] X g6��� X i87 l89 l6( Ù;: ] f Emû�* ()!&<= � 7?>@0�A8B �)C�$ g��&DFE i87HG f;I (KJ�! ����L�M�N � ] !#O 7 o)< =QPSR* �/T 0VU�f * - $ 92l6( ] f E

17

3.3. ��� � �� �3 � �S�����H� ��

3.3� � � � �

3.2 ���8� +*����� 5���������� p ���U8 ! ��� ��� � �"!$#�� p&%

3.3.1 EMR ')(+*),.-0/214365)(87 9:3EMR

R *; �*<�>=?����@�A JCB�D�EGFIH4JLK�MON�PQE ��RQS�� 5�� ECTQUV @ A8XWX= % � 5����Y�$Z�[�\�]Q^`_ E � 5����&a �.b ] \ =�cId6eX� Z&f:g hXikj;5l6m i b ^On�o E W�=qp`r ZQs �ktC�u ^G���v� 7HGQ� N�wCx�y�ECM&z ZG{v|"}��\ %�~ _ 8 ^ EMR ��� � E f$g hIiGj � l�m i � 7 \Y^Qa ��� �k�`#�� = %a ��� J ^ ��� E&����TIy �������Y� (saccadic movement)

E�Y� Z��`��^C�X�� �k�I�Q� = _ � Z��`���O�I� E = _ � w 8�TI= %C� s���^ a � E T�y � �C� ���M � �C� 8 � tC� 2 � � E ��� � �G�X\ = _ �U8 ^ f`gQhIiGj � l�m iQ�" ¢¡ %£ ¤�¥Y¦ §�¨C©Yª «I¬�­ ��Z[�® = DQ¯ �Y��° � ��#8 99[msec] ±�² ��a �³�Ib]Q�O� b ]Q\ =?´�µ [17]

w W�= w ^ 150[msec] ±Y² �&a �.��b ]Q�O�I�`® = _� w�¶�·¹¸Cº�� 8XWX=�� \³¡ A�» · WI= [18]%

£ ¤�¥C¼�½�¨C©Yª ¾ �Q¿Y� E �QÀ Á � � ^ WY=q�QÀY±Y E&ÃCÄ � �QÁ � �kaÅ`Z�ÆtO��Ç | N 8YW �È^ x�y w @�A �GÉÊ��Ë � ¡ = TYy � ÇCÌÊb?� ��� 8�W�= %�Í­ Z�[�® = Å�Î ��À � 5[deg/sec] ±XÂ6� �C� bÏ��´�µ [19]w WX= %

s�Ð ^ �����C� E ��� � ^ � s��Èa�Å E �CÀ � ���Z"����Ñ�f�gChYi"j � l�m iC� �Ò �&u ^�Å�Î EG�Y�ITYy (aOÅ EQTYyO� �O�

)�qÓv| � f:gQhYikj � l$m iC�� 0¡ %

3.3.1.1£ ¤X¥Q¼�½�¨C©Yª�Ô�Õ�Ö�×ÙØXÚXÛIÜ&ÝCÞ�ß�àkÜ

±� E ��� NXá 8 ^ EMR-8 â�ãÙ ³ãÙ��� Å RYS���� � E f>g�h�i�j � l6m i�� ä¡ %å�æXç è é ÅIÎ �X� � EOê�ë � ��ì ë � � = MCí 10[deg]

E�î � �I��ï:ð � � = %�I�Yï:ðIñ Z�ò�óI� = ÅYÎ �I� �Gôv��õ ¸ gkö ��÷���ø � � = % _ E�NIá �ê�ë � NIá �ÏùQú %û�ü�ý�þ ²�8  $ÿ �6= E 8 ^ DQ¯ â�ã aCÅ c�d s 8 E���� ý 50[cm] �IÀ#8�WX= %�Y� ï�ð�EXîEOM�í

10[deg]ý ^ c�d����8 ý M�í 8[cm] � À EXî ���X= % _ � ý c

18

3.3.�ΠE �Y� �

3 � x�y�E �ΠE �Y�

d E������ ��� õ ��� W�= %s � ^ ��� � � ±I E �$¡?Z�C�Y� = %

����� êIë � N�á Z��:�qõ ¸ g"ö �I÷v��ø � � ��� Å�Î ��� � Eê�ë �êIë � N�á Z�� = Å�Î ��� � E f:g�hIikj � lvm i �¹ `Ò � % .ã�������� ���� � =&�Xt ^ û�ü ì E������ �� �! h#" E ��$ �&% $ b ] [ � ^�% $�' �k��\Y]�(� �Qf`gQhIiGj � l�m i bq����� �&) � ��b ]�� � � = % ��� ��* 3.1Z+�� %

*3.1:

f$g h�iGj � l�m i E �,�Error1 Error2 Error3 Truth Total

Selecting State 6 5 12 59 77

Working State 4 3 8 48 60

*3.1E�-/. �k� = %

Selecting State 0�1�2 ] û�ü �¹  ¡ ��t E cId � 3 b ]�\ =54�6 (3�7�8 4�6 )

%Å�Î ý�þ ² Z WI= LEGO

E \QÐ ��â Z �I� b ] \ = ( 9 8 4�6 )%

Working State LEGOE 0�1;: ® û ü �� �Ò]C\ =<4�6 ( 0�1=: ® 4�6 )

%ÏÄ Ò]Q^B (�ZLEGO

�5>�? b ]Q[.�È^ �$�&@BA E�C�D ^Å�Î ý�ûYü cId Z ��� b ]\ =�EError1

�ΠEGF � T ( �Y����� )Z ����w�HJI��LK =M " ��E

Error2��� b ] \ = w�HJIJ�NK � \ M " �#E

Error3õ ¸ cYd Z�O�P/Q E��Y��w;HJIJ�RK =�M " �#E

Truth S�T Z ����wUHVIJ�RK =�E� ìW�Xk� I Y =�E � [�^ ²[Z � � ý x�y�w ( � �& >Ò[\ E•ê�ë � NIá Z��`�^] ã K \Cf`g hXiGj � l�m i E � ìW107 ÷ 137 = 0.781022

19

3.3.�ΠE���� �

3 � x�y�E �ΠE����

• “Error3”X M " � Z�Æ t � \ C�D�EQ� ìW

(107 + 12 + 8) ÷ 137 = 0.927007

•����wUHVIJ�RK � \�W 8 ÷ 137 = 0.058394

±�² E ����â6ã ^���( á � ý ^ 70 � (Error3X�Æ t � \ C�D ý 80 � ) ±Y² E�� ìWJX] = _� w � � \ E s,\ ^ H�IJ�RK � \�W ý 6 �� � �q\³¡���� �G��� X] =_� w � � \ E

3.3.1.2£ ¤X¥�¦�§�¨C©Yª�Ô�Õ�Ö�×ÙØXÚXÛIÜ&ÝCÞ�ß�àkÜ

3.3.1.1� ] ã K \ �[� Z&^ aÅ EOT�yC� ��JX ÇOÌ Y = E � s���^ ê�ë � N�á �fgQh�iGj � l6m i b \ u Z �Y�XT�y ZX� = f:g h�ikj � lvm i[X" 0¡ E�� 3.10

Z������� ZG[�® = ���IT y EG��� X<+ Y E · Ò�� ·����� À E�! \ ����T�y ý 200[mse]� W ��^�"�Z ���# À w$! â Ò;\ �Y�ITYy ý 167[msec]

� W Ò;\ E _ K ã E ��� ý Ä% E ´�µ [15][20]� AY» � K ]�\ =5��� ��õ�& E ��� � W ��^Xs�\ x�y�w aQÅ b \c X('�) Y = \ t Z+*�,-� �NK = �Y��TIy�EO¸Cº�� Z+.�ÿ K ] \ = � � · õ0/ � W=�E ���XT�y�E&¶21 � ^ ¶�� � ^ H#3 � ^ ��4 ^�5���627JX�* 3.2

Z+ Y E

� 3.10:Å�Î98 ���XT�y����

20

3.3.�Π8 ��� �

3 � x�y 8�Å�Î98 ���

*3.2:

���XTIy 8 ��� ���T T

(Excluding Working State)

Min 0.033 0.067

Max 3.3 1.3

Ave 0.48063636 0.390205

Var 0.21213034 0.092166

Stdev 0.4605761 0.303589

*3.28

T′ýû�ü ì$8 ������y X����\ �,� ���� E �� �������JX 9/@ �����

4#6 8���� ��� X���� ���&\ ��� ���� E * 3.2 �! � 0�1�: ® 4�6 8���� ��� 8"$# 3#7 4�6 8���� ��� �% · ��� ��� #�& ��')(*���+� # ÿ â � E 0�1�2�,û�ü ì ý � û�ü ���JX & � �.- Å Y ��\�/=���� Eê�ë�0 " á *21�3 Ñ5476�8$9�:�;%<>=?9 8 ���@�7 � 0.167[msec] A�B # ���9892.7 � XDC�/ , ��\ E�EGFH, �JI � 8 ����K!�MLHE % 8ON�PJQR �% � 0.167[msec]X

LEGO8MS�TU ,2V�W * K$X �Y��� ��� 8�1�Z.[ ��\��+�8O[ AB 8O��� ��� 8���JX -H] ��� \ E ��� ��� XO^J_`� \H4%6J8�9?:;D<)=?9�8�QRVX?a 3.3

*Ob Y Ea

3.3:��� ��� XO^�_`� \J4%6�8�9O:�;�<c=?9�8�Q�R

Error1 Error2 Error3 Truth Total

Selection State 4 5 8 52 64

Working State 0 3 7 44 51

d�e?fGg?hGi�j ��k• l�m 0 "�n +

��� ��� * �% po`qsrDt 4G6�8�9�:;D<c=?9�8 d$e?f96 ÷ 115 = 0.834783

• “Error3”g�u!v ;$*xw)/�yH�Hz{ 8 d$e?f

(96 + 8 + 7) ÷ 115 = 0.965217

3.3.1.1 |2} / t Q�R �� ?~��O� yOQ�R # o�q�r�t kx�!�$�� ,� � Error1(]����

��� �( ����� � )

*M��� #2�%i%� r � u!v ; )# ��� ���� 1�ZH[�� | ��xz�{#J��� ���2���J�$y u!v ; | ���+�� # ^!� q�r ��k ����� � ����� *��H��y � �

| �� t /2�2�������*O� ��+�� ��� y.��  q¡| ��2k

21

3.3.]������� �

3 � � ����]�G�����

A�B � QRD  q � ]�%� ���� � K7�5LH���� � � 1�Z.[ g� � t 4G6�8�9?:;<!=¡9 # ��� y ��� | ���+�� # b�� t k�� ����� n * �$ EMR-8  q o�q r

t ]������ ;�� g -.] ��� K!�5L -.] � ��� � ;���*�!�" j$# +�� # �H�@�5y F.t k% * & -H]�')( K!�ML -.] � �� � ;*� g�)+ , & LEGOS�T�U ,2V�W * K�X #]�%� ,�- gM�%i�j.# k

3.3.2 /1032547698;:��< � LEGO

S�T�U ,HV�W �>=?  �y @ r��2A)A �*B$C *Jy F�, +D# k1. E)F y�G�;IH � JLK2. MINPOYt G�;IH ��Q�R3.G�;IH � S�T�S X

4. 1. TU�U |�� & 1.

�2. V�K$X # ,�- g MIN j.# k

3.3.2.1 WLX�Y�ZI[�\L]�^ _�`Ia�b�c�d�e1.��J)K�f�g �

2.��Q�R�f�g gih�j�j$# U �lk |LmMr�n & �< k J)K OYt G�oHg)prqDsut k Q�R j.# � + Cwv�x kH�J� V y # kry ] � <�V B # JLK�f�g � Q�R�fgD� h�j kH�H� |)z?r�n & �<�V�{ ��y � V g�| F j$# U �5y � & p�q}s~t���� k�&

�I<�� J)K�f�g |z #  �� C   g Q�� j.# U ��k |m # k� U | & LEGO� S�TU�� V�W e V�K$X # J)K�f�gD����� � < � h�� K B L y ]  q Q�R Vi� ��� �7O¡t�� � ��� � < � h��>g�� 3.11 V b j k ��� � < k 0.6 �L�� � � m�V Q�R O � +*#Mf ��� 70 �|Lz # k ? t & ��� � < k 0.6 � �� | Q�R g

�GF � +*# � o�� ��� h k “Driver”gl���j.# � m2|)z # k U r$� &�� vi���%g��� ~ �� O & �)�� V�� ��h |r� � V�� � tL  &¡� v���� � z�¢ gi£�¤ O � +*# t

 �Vi¥ + ��� � <)V�~  � �¦ q�§ Q�R kH�J� |z # � ^%� q�r # k “Driver”��Q�R

g � oD�.  ql¨ + t � oD� V�K + ��& �)� � < k 0.6 �I� � � � m�V Q)R O � +D#f ��� 77 �|�z # k U ��B}C V & E�F '�( g J)K O � +*# �>� Q�R)©�ª�� y ] � <V��r« y # ,�- k z # U ��k�¦� L¬ t k�� ?P­ &�y ] � <)V B # JLK�f�g � Q�R�fg$� h�j kJ�J� |z # � + � # k

22

3.3.]������� �

3 � �I< ��]�G�����

�3.11:

]�G����� � < � Q�R�� h��

3.3.2.2 _�`������������� ����c�a�b��% V & 2.��Q�R � V*V���X # ,�- g5�!i�j$# k E)F y ')( g JLK O � M�N � & QR � V���� ? | � � <�� k zOr�n &�� � � < g��) O¡t�����VW g ^!� # U �lk |

m # k]���� � m � � � � mJ��E�§1O�~ G v��! �#"%$ | � + � +D# � |�� y + k O  O y�k q &�& + V � q   �#"%$ k z # � + C('*) [21] ~�z # k ? t & ]�G� � m �� � � m � � �}V,+.-�O¡t,/�0 [22] ~�z # k U � /�0�|�� &�y ] O �  q �k � mi�j ? | � � � k�1�2 # U � V � + ��3*4� +*# k �#5 ����� ª V &�6*7 £�¤ V�89 � r � z #�:�;   q &=<?> j$# �#5 � � � � G)o t%@ o (

:�;#AB*C �=D {)g�E

FHGJI i O & @LK o�M !g � ¬ t � & E�F y=N ' g ¥ 7 £�¤ V�O#P � G � O o�QG�O �,R�S j # k � qiV &UTV � r #UW�X N ' A�� ( d N ' �ZY[ � r�t\O#P � G �O o]Q%� g_^ { � �Gy�k q �#5 �_`�� � r # � + Cba�cG��d ��k � ¦ r # tL  &��� k�1e2 # � '�) O � +D# k U ��B$C y /�0�f#g g,h*i V & LEGO

�kj�l*m � 5�nV�� + ��&�y W O ��  q �)k � m i�j ? |V � <�� k�1o2 #  �� C  �p�q\r O � �+ t � rsp � ¬�� � 4 t*t

LEGO�,j�l*m � 5�n V�� + � ~�u%v$V &>y W   q � � � � ? | � � <_� k N�q

rDt#t�f�g p � 3.12 V,w#x#t�3.12

� � o*� � 5�n � <)V_y ¬>�_z we{}| � +*# k�& 5�n�~ ª�� ~ � o���� �� ~ � o*���#� ? ¬���� «]� # f*g � � # U ��k�¦�� # t U | ��&*� < k B�� V �| ��& 5�n '�( ~ ,�- A�� �DV " x�� :; p,� � U ��k������ i��s� |��_t

23

3.3.W�� ~���� �

3 � � ~ W�� ~����

�3.12:

y W � � Q�R T�� �����.V 1o2 � � ��

3.3.2.3 ���3.3.2.1

�3.3.2.2

� V�� � ��� 5�n���~ y W � LV%+ -�� ��� ~���� p���� � � t3.3.2.1

�\��� 5#n! ��� ����"$#�%'&��)(�*+%,&�p�y W � � h�j x �$- ��k�./ �'0 � - �=p w#x1- �32*�54�� t76!8�9 ��: W � p � 4 � - � ��� � ~�;�<2�"'# ;�< �50 � �>=,?!��p@(�A x�� - �B2#�'4 ��t3.3.2.2

�\���C: W � � (�* �D ��� D x ��E � 7F 2�1o2 �$- �kp wG� � tH�� � ��1o2 � � �F �7I$J LK �M� - ~ � 7F p@N$O � �QP�R 5�n ��SLT��50 � �U'V |��_t

3.3.3 WYX[Z]\_^a`cbedYf_gihcj_Z “ kml ” ncopZ_qsrt�uv ������w � x�y � �B9 z :Qw]� �{ �|c} � � �+�H~ ��� � �+�C� ��w� x�y � �B9 z w � ~7��� x�y { L|c})� � �"'# ;�<� 7� � 9 �C�5� ���$�� ~3�,��� � �$� �7��� ~ � �� ~3� � :Qw �� - �B2�� ���50>���Q��� '� 8�9 ����� � ��+ � ~ :�w ~�� ��� � 2 � � |����� � |���� � - ~!� ? �i= ~ �$�'� ~ = ~��+� �Q:�w � �*� � � ? z w � ~7�� x�y { ~B�$� � � � -�- �\��� � ~C  ¡ � ��!¢ � “ £5� ”

~7;�<H~@¤ ¥�� �- � ~�}�¦ � � £� ;�<� 7�!¢ � ���,§ � w ��¨ � 4 ~@�'��� � �

24

3.3.w �!¨ ��� �

3 � � ¨ w ��¨ ���

3.3.3.1 ����������� ����� �LEGO

¨������ 9  �¡� Q�!¢�� w ��¨ �+��� �  �¡H� ¨ � ¨ EMR-8 � ��� ~������ "! ��#%$ � �5�'& �)( �+* -,�.0/2143 :�w�5�687:9 ¨ 7�4 ¨�;+<>=�?¨7x+y ~-@ ��AB � 9C%DQ- 7FE  HGI1�� � 3�J%KML ;�<>=�? 2ON�P�Q (0.167[sec])R�S ¨ ����� � A�B K)T C �

3.3.3.2 ��U+�����V�W>�YX�Z3.3.3.1

E\[ G]1�� w�^ ¨ ���H~F_ `�����a 7FE L“ £>C ” b �,¢��dcYe§�T w�^ ¨f 4 ~3�'���g� �

LEGO¨ �5�� � � ¨ 2 h ¨Cx�y ~di�jkK 9�C � �

• l (Red m Blue m Green m Yellow m Black m Grey)

• n / o (Axle m Open-Axle m Bearing m Peg m hole m Screw m Screw-Hole)Kdp%KqLOr�sYt b �L l x�y ��uwvwG]1 9�C T C 3 � L n /�o x�y � K D �"x�;x+y b N�y C 3\z+{,~3D 8Q9C � 7}| v�G]1�� 2 L�a�a E � n /�o x+y¨�� ~F~ ? �:�w�5�6 ¨ ���>~)_�` �g� 7M�>� ¨ � ? T�c�e 2 � GI1�3 �•����� 9'�4� ¨  �¡ 5�6 (

����� 9Y��� ¨ R>��� 5+6 )¨ n / o 72�� �g� n/ o�~Fi+j��g� 5�6 ~ :Qw K 9�C � �a ¨ cYe4�'L  �¡,~)�CDkK 9YC�DM� E ��� ¨\�'� E�0 � 7 C v� �  �¡ � ¨ 5 6 ¨

n /�o b �� �g� n /�o�~di�j��g� 5�6���4E �� +¡����+D�K)T C � ����� 9\�4�¨  �¡ 5 6 b �\L �+��� 9 ��� ¨��"�:� pgGIL �+�'� ¢"�'��T n �Yo>� ��� ( � 3.13)� � L 9 ¨��4 +¨ n ��o b\¡g¢q£ ���F¤�¥ � �'� �O¦ �4b �'§ ��¨© ��� ��ª�«�¬ L= ¨ ¤�¥ � �'� �\­ ®wT � �� T ¨ p�V�p%G]¯�L “ £>C ” ° ±wb�² � �+� � � � 72³´k/}1�� ��µ ? ��a ¨“ £>C ” ° ±�b'² « 3�¶ b LO§ � ¨ ¤�¥ � �'� ¨ � p%GML w�^~ N5O K ¬ ¤�¥ � �� ~�· �¹¸ � L µ ? � �>�Y� ¢+~)º C 3 C 7}| v ¬ C � n � o

b ��� KqL�p�» ��¼�½�b ­�®wT �$�'� ~�¤�¥ E�¾ 1�¿YL µ ?�¨ ° ± ~ |À Kd3'Á�ÂTOÃ�Ä  +¡��YÅ � E�¾ � ��w ^ ¨ ��� _�` b » C ¬ �YL 4.2.2.2EOÆ K DIÇwÈ �g� �

3.3.4 ÉËÊ�Ì Í�nco d�ÎÏÍsg�WYX[ZHÐ8Ñ3.3.2

73.3.3

E �YL 5�6 ~�Ò�Ó E C � 7�¾ (z�{ °�± )

¨ w�^ ¨ ce b » C ¬ u�Ô3 � a�a E ��L 5 6 ~dÕ jÖKML �+�Y� ¢L �¡�~dº «Y¬ C � 7�¾ (�>��� ¢ ° ± )

¨ w

25

3.3.w ^ ¨ _�` �

3 � µ ?+¨ w ^ ¨ _�`

(a)� � � (b)

�4�Y� ¢\���T �$����M¼��� 3.13:

�4�Y� ¢\��wT � ����M¼�� ¨��^ ¨ c�e b » C ¬ u�Ô � �  �¡ � ¨ µ ?�¨ w�^ b � �+� ¨ ��2T\c�ew��� GI143 �

1.�>�'� ¢�~dº� t b ��L�� � b Õ j8K ¬ C �3 +¡ 5 6 ~���� b�� w ���\�YL �w h � n � o b������ .0/21 ¬ � � L 5�6���6 ~7� ¬ C � ¨ E � T C �

2. “Driver”~����ÖK ¬ �"!�#�� ~-º «�¬ C � ? L%$ b �"! o�~ � w K ¬ C � ¨E � T D LY¦ � ¨ 5+6 ~�z+{ K ¬ C ��a 7C� � � �

1. b�& K ¬OÆ K D}ÇwÈ �%� 7 L �4�� ¢ ~)º'� t b L 2» ¨ �5�� ¨ �� �0� n� o ¨)(�* m,+�- ~ �/.�0 � �$� � � � ¨ E L �� ��� n ��o�~ � w �g��a 7 b T�

( � 3.14)� » v � L &21 ¨ T COn ��o43 ��576 �>a 7 � � 7 Ó98 | v�G}1�T C�:

LEGO¨<;>=�? �

1;7=�? b�@%ACB�n ��o�� � C ¬�DFE L7GIH ;�=J? B ����LK BM%N b D C ¬PO @%APB �����K�; � = � | v�GI1g� : 9 a E L ���Y�LK 3�ºQ�SRT b<� 5 K ¬ C � n � o4p0GML U ���K�; � = ��V�W E>¾�X : »�Y E L �Z5�n �o bJ[ X U�\ �K2] �%B�^"_ ���� b T XJ` C v X :

2. b�& K ¬OÆ K D}ÇwÈ�6 X/` L �C!�#LaL` C � [ �2T bZc�d%e b D C ¬�f d�e °± 3 $ b Õ�g�K ¬�h Ti ¬PO d%eC3)º���j ` � E�¾�X :�k7B�l a L �C!�#La d�e �b L�¦ ��B�monwb�� ] � h i j ` O � X : j BP[ �2T b�Ä�doe b D K X 5 ^ B f ¾p0G:L�p B d%e b2q>r T mon 3)V�WJs ¾�X ����t�� � X :

26

3.4. ��� �3 � µ�� B�5��CB���

(a)Example 1 (b)Example 2

3.14:

UJ\�� K 3)º�� T B �Z5� �B����3.4

� �� � s f�� 5��CB����������� 3"! Ô � d%e$# B�5�� 3�%�& 6 X"'�( 3*) h�� kB,+ =.- 3 ��0/ l�:Zk1/32 � ���459[ E6� LEGO B U7\7 2 d%eC3*)98 2 hCX:�� B25��CB��; 3=< _�6 X�>�`@? s�A l�:�k>B #<s OB�DC,EGFIH BBJ�K�L d9M=NO s�A XJ` �GP.QSR X �; f p B 3 T s�U X :

• VZ5 M [ X@WYX�Z[ `]\�^�Z[ B,_�`• 5��CB�a�b��� M [ X “ c h ”

Z[ M D K X=d�e �2m�nJBgf�h• VZ5;i�jk M [ X UJ\�� K�] B�^L_> RlQ B 3 T�B >7`)f�� 5�� ` hnmpo ];q BgL dGr ��o6 X�>J` M [ E]s j M �X B s ��:�� M"tu �gL d$r�v hCX q�rD�w/ M ^L_ s j sYU X :�x 8 2 � 5�� M [Ey:D� B ] {z Z[ r ^"_w/ ��:�� B�|�hD����}�h.�~/ M �.CgE$FIH3�S��?�d�e �

J�K r �$P �;' ) 6 X [ m �g��� t~M,�������;��d%e�� ';��? s�A X,�

27

4

4�

�3 � s f LEGO

���7\�7 2 d�e.r���� ` / ��� � � a�bV ����� Q :�� ��� Z�[ r�������� >J`@? s�A l � � � s f���:�� ��� Z[ M��� i C,EGF H�,����d�e$r f�� ��� �

4.1� � ! " # $ % & ')( * + , $ - .

/10�2 �43�5 Q �g���;) L7698;:�<1=4:9> [8]r�?A@B�C��D�E �B:��CFgC�E9FwH �

�,���HG�I$r�J7K ��� E�LHM ���ON ��M�PAQSRUT�� � T1V K � -XW >�Y�+�Z �X[�\]�^ 2 x_ �a`�b$r3N O / �.CgE$FIH ? -XW >�Y�+�Z M��H�Ac 2�J�K�L G$r*) medM ��� � r@N O /�fag0/ c�`�b$r f�� ��� � V�h �a3�5 Q ? f��0/�f -BW >�Y�+�Z�B[�\A`�b.M T c 2�i9| �C� �

4.1.1 jlknmporqtsvuSwyx{z-aW > 2 LEGO

���A|�7 2 G�I.r�}�~ F ��� � xH_ ��`�b�E 2 ��� G�I�}�~���� ij�ky8���Z E� -XW >�Y�+�Z�� �����1|9r������B����E��B� /32 c�� �

1.�1|X� K Q R � 2 T ��}�~H�9� iYj�k � Z[ (Result)

2. Result? P�[����4� fH��� (Preconditions)

�H� � M 2 � ��|X� K Q]R � N � 2����9� T � ��� TD��� W z�� W ��| �B���F�� �4¡�¢ �£�7¤�¥�EYU¦K¨§1.2�© �£�1| �9� T~M�ªHc 2BiYjkB«H¬ ?X­�® /¯f Z[ r�°H� �

2. N iYj�k � Z[ � 1 T E�U¦K±§ �O� k r ^ 8 f � ¥ m / �£�1| �O� T��U F�����¡�¢ M�J�� �O��²�³ L G ? ) � R �B¤C¥Br4° / § L G�´�µ F·¶A¸ R � N��� ­ k EYUA� �

29

4.1.-BW >�Y�+�Z �B[�\ F JK�L G��,u�� � 4 � ��� r@N O /¯f ���G�I�� f��

4.1.2 jlknmporqtsvu ������C,E.F1H � �� � � M�J7K±§

LEGO��� :�� � 3 ����� q F \^ ��� o § \�^ R

R�2 cO�B¤ Q © � \�^ D Z §�� :�� � i�j�k�� ����� r=< �£�C� >1F3? E�AH� �9>> E 2 § : � M1J��!� :�� \^ ��P1[ � :��=iYj�k �£��|�� K ��P1[1¤C¥�r#"�~(Event)

F;¶%$��=: � ?%&�' E�) m ­%( ��G�I���)+* z-,�. Q §�/ W >�Y 0XZ r�����X`%19E3254[�\H���+6 F!7;s98 E�:A� �1.�9; �=< :?> @ ,=.BA §�C?��RED f "�~ @ “event stack”

F¯¶A¸ D�� W /GF >H.�aG�I9I+J KML�N�O2. event stack PRQTSRU K#� :���V��:BZ���P�W 89X PZY |B� [M\�] “fixed”

7 C�7RED f FR^ § W 8=X 8e��ZVP / W >�Y 0�Z_@ [�\H����O3. 1KR`���O

2.K�ac�b 2a�H��c K 2 §

event stackKaªHc+b�§ Q�S�U P \+] fixed @!W 8+X \]

(Result)F A §�\=]

fixedJ�K ��KML V D�b�cVdM\�] @Ze K5f A §B� g ��� (Pre-

conditions)F5h d�O6 P `�bGK#i+j ^ §%k � 7�lnm G�I @ ,+. h d+6 F E�/ W >�Y 0�Z_@ [�\ h d+6F!7 E ^ b�cGd�O

4.1.3 oqpr�Bs)uutrvw�x @ lnm f ³ PRy�z 4�G 2 ��P 3a�KZ{ |yR}D~d�O

�����?�����R� �T�V����� ����� k � 7 / W > P�� c @��+� h d f ³ P �=g �H�P ­%X A�� l � ¤ �����Z� � §��q� P �%g �X�_@+�Z� F~� 7 � l A §�/���� P� c (Result)  M� lTh d�O

¡�¢ ��£=¤�¥§¦©¨uªM�������T� k � 7 :�d�/��+��« 0%¬?­�PZ® ¯V@ h ° b l � b A± ����� ² §%:?³ �~´ ³ ��P /���� P�µR¶3@ l·m � ³ K�¸ ��P /�����« 09¬?@¶ ¹ � A ¸9º g=» ¼ P�½ X @R� lTh d�O¾�¿qÀ �9Á Â�Ã?��Ä=Å�Æ�Ç9È+�9ÉT� �#� FG� 7RÊ%Ë9Ì @�Í Î AE� \�]+Ï�kTÐ 7%Ñ D

@�Ò A bRÓ A}Ô~ÕÖÔ=����× [ e �Ø4 ¯V@ l ����� ² ¸ ��� F_�ÚÙ Í�Î A b Ô dÊ�Ë�Ì @ k�ÐTK�Û Ò h O

30

4.2. ���_@���� A�� y�z 4 ¯�P g�� 4 ����~@���� A!� w9x ¯���P g��

kVÐ 7�l m 4 ¯ K Ê A b�¸ 4.1.2Õ� �� K%¸�� Ë Õ

event stackK���d#k�Ð P 4 ¯��� @ l Ô ¸������Z«�� ¬ KZi=j Ô b9¸%k�Ð P�®=¯ Õ ��� F�� P�®=¯�P {��T¸ W 8X P \�] � ³ ��� F§� PR®+¯�P����_@ l m 6 Õ Ï ¸ y�z 4 ¯�P��� Ù l"! D_d�O �

� F � Ù � ; P�#�$?>�@ ��� ¸�k�Ð P&%�¯ @(' � h d�) Õ Ï9¸�*�+-, y�z.%+¯G@"/% c K10�2 A ¸ � l+h d.) Õ�3 Ï ^ d�O

4.24 5 6 7 8 9;: < = > ? @ A B

4.2.1 CEDGFIHKJMLONEFKPIQERS�TVU�Û�WYX&Z Ô�[ ¸������Z«�� ¬ Õ]\�^ %=¯ U �� X1_.`"a�¸ ���cb � Ù �edXV� � ��f U&g�Ð�U %+¯-hi' ��jlk ) Õ Ï ¸�g�Ð 3nmpoq�Yr , %�¯ X Êts [ *u+-,\�^ %=¯"h mvo ) Õ�3 ÏVa [ Ô k 3 ¸uw�x�U�y�z�{ 3e| kn}• ����b �~Xe� k \u^ %�¯ 3�m !n� k X9Ù�¸ ¯��?­ X(� � ,�� Ë 3 ½���� Ð����s [  ���� s , Ô »�¼ 3n���• ����b � 3 Í Î s [%Ô k Ê Ë Ì h Û Ò j \�^ X%Ù�¸�g�Ð 3�×"���t� %�¯Yh mEo) Õ�3n�e�

( �&��� ,�� � 3���� )

•����� 3 ½����-�

�&�V� ,�� � , s X�¸"�&� bI� 3 g�Ð�U&���������"X�_.` Ô�[n\�^ %=¯-h���  jk ) Õ¡3 ÏVa �Y¢ ¸�£u¤�¥VZc� ¹u¦u§ ¥-U�¨ Ô ¦u§ ¯�� 3�©�ª ÏVa k&} ±�« ¸�S.TU�¬���­�Ï+Ù%¸����®� 3 ½����-� Ï |¯� ¸ ½�° UV������X Ê;s [�± ½�° U�¬���­ 3Ê�²Os [ Z �³±i´ ½ U \�^ %�µ U�¶u·�¸�Ï | k�} Se¹ [ ¸ µ�� U�º � 3 ½ �YXi»V¼u¹[ Z � ¸ \�^ U�½�¾ h�¿�À;Á� k ) Õ Ù�Ã�ÄGÏ |¯�~Å £�¤u¥lX(Æ ��[ Ô k y�z 3e|k&} Ñ )ZÏ Å g�Ð�U ���Çh¡��� jlk ) Õ Ï Å S.T�U(È�ÉVU�y1z hnÊ�Ë s Å � � £�¤Ì °uÍ.Î�� , ¦u§ h ©�ª jlk&}

4.2.2 ÏpÐÒÑMÓÕÔ×ÖpØtÙ"HKJMLONEFÛÚKÜ4.2.2.1 ÝuÞ Æ�ß�à�á�â�ã�äeå�æeç

3.3.2.1 è Å�é�ê ��ë Xeì&¹ [&í�î Unï�ð�ñ�òÇó]ô�õ�ñVò.Unö�÷ jlk.ø óiù�·�¸®úø ó h1� s Å 3.3.2.2 è Å�é�ê ̯û ô�õ-X m�üuý�m jlk�þ X �.ënÿ ù���� k�ø ó hi�31

4.2.ê�� h���� s « \�^�ü µ U���

4 � ê� h���� s « ¦�§ µ�� U ��

s « ù Å������3.3.2.2 è��®� s « � � Å ��ë�ÿ � � � k ù Å�� U ��ë ����� X���� }S"¹ [�Å ø U �.ë&ÿ-h���� s « �n� bI� U \�^.ü µ �nª�© ��è � ú�� }Yø�ø è � � Un¥�! h���� jÇk&}í�î Unïeð�ñ�ò¯ó ô.õ�ñVòVX&Z�� [�� � û Ì ú é�ê ��ë U ÿ ù | k «�" Å g ë ù#%$ h é�ê s [ � k ��ë ù | k�&(' h�)+* «(,- Å ï�ð�ñeò è � ú�� ø ó¡ù�. Ì k�}� ø è Å�é�ê �.ëVh���� s « ê%� XVì k0/0132(465�27 U \�^.ü µ-h �� j k&}

1. 8��.��ë w%9eU é�ê �.ë ù :6; Á � k2. 8��.��ë w%9 Å � « ú <>=®ù � � s ú��3.�&� b � ��é�ê #?$ h ô�õ j k

4.g ë ù LEGO @�ACB.h ô.õ s [ � �Y¢�¦u§Os [�D ¶%E [ µ��ch m � Å ô.õ s[ �eú � �Y¢

LEGO @�AFB.h�GIH jø U \�^6��Å>J UYì o ú ,�- U ó�a�X(K ÍYè | k&}• L>Geè LEGO @�ACB.h ô�õ s [ Z �~Å g ë ù�ô�õ j k�ø ó�ù è a�ú>� ,�-• LEGO @�AMB ù�g ë Ì û ÷ � « ó øIN X |I�³Å g ë ù&ô�õ jÇk ì ��O ��� b� ùnô�õ j k � ù Í�Îe��è | k ,%-

4.2.2.2 “ P�Q ” R%SCT�U�V à�W�XCY�ãuä�å�Z�ç[ ÈeÉ è ��Å LEGO

U D ¶E [ µI�"h z\;ó s [ Z � Å^]vo @%AFB�_ � 24 °.è |�~Å���` � X a #?$ Unïeðb óc� o ����ù�d * ûfe+g h0i ë ��Å���� ú #%$6j ïeðk ìmlnóonV¶ g ù Å6p�q #%$ ù µ��r�sIt ú O�q è�u gnÌ ö ÌÇû ú������ Å ° ¼ �~Å“ v � ”

q ��� r0w g ·�¸�¥ O u g�h � ø è Å i ë ù “ v � ” x�y�r0w ¹ «�,- r ÅIz{C| ¬}u­;ó ê��.í�î j ��� k^~ Å i ë q “ v � ”j�� »%� g st ú #�$6j��?� k Å� e j ���%� g^�� j �I�?� g�h z {F|(� }>�;ó ê�.í�îCq ���I�?��r�� � ~ ���� g0h

���F�I����� ���C�+� �%z {�|�� }�� r ì���� i ë?r ì����%�?� r D?� E ~ û�emg �¡?#�$ r¢ � g í.î6� £%¤ k�~ � g0h ¥6¦ ~ � u g DC� E ~ q ñ®ò r0§ �~ � DC� E ~0¨+© q #�$ r DM�>ª¬« j�­ l¯®3° #�$ q²± { �³j ¤ g ø óiù è° g h

32

4.2.ê�� j ��� k�� ��� ü��Mq ��

4 � ê� j ��� k������ � � q ��

���� i ë ù(�%�?� r D�� E ~ g #�$ � 8���r���� ¦ ~ � g ù>� D��0ªm« j�­ l��� r ������� ù u ��� u g D�� E ~ q ñVò r(§ « g��� @?A�B ��� _��� �g�h � ø è � ê��í�î j �?� � g ø ó è � �� @?AFB�! û³i ë ù D��0ªm« j�­l ø ó j d * ~ � g @�AFB j�" �$#&% hu g DF� E ~ ñ�ò r0§ � ~ � DF� E ~ �(' q)�*��� r ì�� z {F|(� }>� �+� _&�

� g�h �,� ��� � � q.- ­ rI¢ kc~�/ k � � �+� _&�� � g0h z {C|(� }I� ! û/ k � �¬j ��%� g ø ó ��0 ° g ùI� � e ù i21 ù DF��ªm« j�­ § l&ófd * ~ � g354�6 r87 �:9 � g � 0 u g ! �8; � 0 u g�h � ø 0 � i21 ù�<�= kc~ � g #%$ q3(4>6 r@?�ACB ��D !FE � p�q�z {�|�� }>� r�?�ACB D��0ªm« j�­ l ! j��5G � g�h�&D GI� j ��� � g hH 4�I ��� @�ACB q © !FE �8=�J�K�L j�M(N kc~ ��� @�ACB j�" �O# � ��P q ©!QE z {C|(� }I� r�?(A ° � st I+R�S j��%� � g�hUT q �%�WV e � R&S2X>� i21X*Y ��ª3« j�­ § l8Z d�[ ~�\ g 354>6 r.]�^ k � !�� z {M|@_ ­ r / k�\ R�S 0u g Z \ [ g h` S�� r � z {C|�� }�aZb=�J�K�L j p�qUc l r M(N kc~ st I+R&S j���� � g! j�d � � g h�e 4.1 r �%� c l r �fY ��g ~0¨+© q R�S,X u g Zf� g�hz {F|(� }>� r.?�A ° � ���&h&i2j>k � “BlockB”

�“BlockD”

�“BlockE”

q3 �0 u g�hlT�T 0 � i�1 X�<�=?� g R�S q 354�6 r+?&AmB npo�q&r�s G�t r c � � i1 X � e k�~>\ g Y ��g ~ r�s�t I8R&S j��?� � g0h�i21 X�<�=?� g R&S k�u q 2

��r+v « E e+g h

1.u q�z {M| 0+w NWV e+g:���&h(i�j

(“BlockB”�

“BlockD”�

“BlockE”)

2.u q�z {M| 0 k w NaV e I \ ���(h(i2j

(“BlockJ”�

“BlockL”)

i�1 X�<�= k�� u g R&S5X+x&y�� g 3(4�6 q © 0 �8Y ��g ~0¨m© q R�S,X*x�y%�g Y ��ª3« H 4UI@3(4�6aZ ]�^ kc~�\ g 354�6 j�z|{ � g h8u r � z|{lV e � 3546 j x(y�� g1.q ���5h5i2j r 1 q�}��>o�q � g�h*~ [��>� “BlockD”

j <�= k���>� �

“BlockD”q 3�4>6 q © 0 ��Y ��g ~ ¨6© q R�S5X�x�y� g Y �0ªm« H 4�I�3

4�6(Axle

�Peg�

Hole) r.]�^ � g 3(4�6 k � “Peg”Z

“Hole”0 u g�h P T 0 � i1 X

“BlockD”j <�= k�� �>� r k � “Peg”

Z“Hole”

q+p*� E�! q 354>6 j�M&N k��\ Z �%� k �1.q ���h&i,j q © 0 �

“Peg” � � k “Hole”j x�y�� g R�S 0 u g

“BlockD”�

“BlockE” r 1 q�}���o�q � g0h0iU1 XfR(S j <�=�� g � r T q o�q j� ��� k �0�&� ¤ q�� j £�¤ k�� R�S,X� i�1 X+Y ��ªm« j�­ l � e X u g 3(4�6r Y ��ªm« H 4 0 � !�� z {C|�� }I� r.?�A ° / k�\ � 0 u g Z �,G � g�h

33

4.2.=�J j�M(N k�� ����� �Mq���� �

4 � =>J j�M(N k������ ��Cq���

e4.1:

Y ��g ~0¨m© q R&SWZ �%��h(i2j

T q ��D�� ��r c � ¤ E� ������ e 4.2 r �?������������� 1 X�� B I « ��� � 1 X!�y#" � R&S,X��5� ¤ q�� � £�¤ ��$ �� X ¤ E% � � ����� 1 X ��&� � \ ��� ��' o>q�� X�(lI B*) i | X�+ � B \��, � �5G �.-*/ �0$�T21 �*� !FE �.� 1 X “ 3 \ ” xy ��4 ¦ � �>� � �.� 1 X � e ��576 " �f/ " \8 � � �9�$ �I� X H 4 Z \ [$.� T>T 0 � 1 X

“ 3 \ ” :; �4 ¦�< \ $ !�=?>b!1 s G k �*@�$BA G CD 1 � 1 X�E*F#" <HG:h&i(j71 Y ��ª6« X ­HI I \ ��� � “

3 \ ” :�; �74 ¦ � Z s G 9J$��PK" < � �0�+� � k �>P 1 �*L 0 1 �5� ¤ q�� �£�¤ " < \ $�R&S � !�yM" �7� 1 � �*N 9 T Z 0 � 3 \ 1 8PO �RQ � $�

4.2.3 SUTWV XZY\[^]W_`XbaZced\fMgihKj`kl m?n�o�p*q � c&rts Y ��ª3« E% $ h(i2j�1 Y � k A � � �U� ¦7< \ $��u" !" s

LEGO1+h�i5j � k � � 1 3&4�6 � x�yb" < \ $ h�i5jvG @�$ ��, s e 4.3

�xw9 c > � s lymPn.o�p7q 1Pz � k s�{&| h5i2j � w N "~}8Y�� ��� 0 k @�$*X s �

34

4.2.=�J � M(N "~}���� ���H1 ��� �

4 � =>J � M(N "R}��� � � 1 ���

e4.2: ��� ����� "~} o�q&r � c $ 8 D ��

IP$ ��� � w N "~}*YP�y����X�� I $ op*q G���� 9�$ ��� X�@�$�

e4.3:

{0| h(i2j � c $ � IP$ ��� � w N "~}8YP� ��� ~

l mPn 1 Y�� g <����Uk A���� k I \ } , s lym?n.o*p�q 1�z � sv{�| h5i,j �w N " s��! *� IP$ ��� �" 90$:YP�7�&� � � > o�p7q X �� 90$ ���?s�#�$ 1��% � k s = 1 lymPn.op*q X!&!� V $ � k s &�' � YP�7���fX�� I }�()�&I� ��*0$ T Z k ��+�I \ ��P T � s�, J � M&N 90$ T Z-� s &�' � YP� �0�fX��I $-. � s &!� V $ lymPn.o�p7q �0/�1 " s lym?n�o�p�q �3254 \ <�uH1 lymn 1!687 ��9;:=<?> X�� > ��� � ��� 90$��

3.3.4��@�A?} c > � s �CB k LEGO

1 Y?�7�0� � � > . � k s Y?� �u� � � >Z 5 [ < \ $ ��� ��D , 90$� #CE < s = 1 ��� ��D , " < \ $ � � ��A&$ TZF� s Y?� �&� � � > . � = 1 l�m?n�o�p�q X!&!� V $ � �-/�1 90$ T Z�X��)+$��P " < s l�m?n.o�p7q ��2�4 \ <fu?1 l�m?n 18687 ��9�:G<H> X�� > T Z�XI

35

4.2.,�� � M(N "~}���� ���H1 ��� �

4 � ,�� � M(N "R}��� � � 1 ���

� Z��P$�� 9;:=<?> k8u?1 c > ����� � � \ s ��� ��� � r�� [�$��1.YP� �&� � � > . � s �)B>X = 1 ��� ��D , " < \ $ � � �5A�$

2.D , ��� � c�rts &!� V $ l m?n.o�p7q �0/51 90$

3.lym?n�op*q ��254 + s u?1 lymHn 1�6;7 � � >

T1 ��� ���?1� ���� Z" < s n �����Z1�� D�t XP@���� $������������� �)B�X+Yv��&� � � > . � s lmPnBo*p q �F/�1 ��+$�} , s �)B�X&5' � Yv�y�&� � � E < \ $�B � s uP1 l�m�n 1;6;7 � � >� Z�X���+ s �)BX*YP�y�0� � � E < \ $ � B � �� � w� " < \ $�

4.2.4 !#"%$4.2.2 & c(' 4.2.3

� ,�� �*) " }���� ��� � ��� " }�3���,+.- � C�/ �Bw 9�•D , � B �) "~} ,�� � c $�021%3.4,563�7

• “ 398 ” :�; � & ��$ lym?n.op*q;: ��� 6<�= ��2�4?>A@ �CB�D 1 � w•D , ��� �9E $ �5�?1CFHG r

C�D 1 ���6I �HJ s8#�$ 1�KML ��N�O;PRQ?}����6I � :TS�U " <WV�XY� : �6�Y�Z�[ � < & rts�\ }W]�B�^;�M_ ` :�;%a 5�6cb }�����I � ��@�d :Tegf d�h

36

5

3� � �

5 3� � �

]�B : 9;:G<H> ^;��� ��� Z & 8���� ] B�^;�M_ `��� Z 2�4?> 9;:G<H> ^�����I� a� 4 � �CN�O b }� � �!� ��� a ��� }��W^;&������ <G>������� : b ��� ��!^ KHL 7#" � ���$&% b }('*) ��+-, 1/. 9�:G<H> Z � ]�B6^ ,�� a 1�0�1 d�23�^ D ,�4�5 176�8 4 � a�93: 1 d ; � � &��<�<� <H>=�>�>�3� a $?% b 2�h

5.1 @ A B C D E FHGJI K L-M N O P98: <?> Z E d(]�B���IH^RQ�S�T ' ] B : 9;: <H> ^RU�V�W � ^�&�X9^�2��2^�&�Y�<� <H>Z�R�>�[� : b ���R�7! ^ K L 7�" � ��\ J _ 5.1

Z�] 1 E �A�('*) ��+, 1/. 9;:G< > a $?% b 2�h �<! ^ K9L \ J � ]�B�^�^6IH^[_*\7`#a�W � Z�b 4 ac ��� &ed � 98:=<?> Z E d(] B�^�a�W � ^*fgT 'h ^RiX a�j X 1 d � : 1k ^>lYm�npo�q : n�r ��8 d�h h ^�2�� �*s3t `�u�v `xw�y>z7n|{T][}�^>w�y�z a~ b ��������� ^?�3� a�� k�� ��n j �[�[�<��� ���>�[� a�� 5 `�$�% b 2�h

_5.1: j ���<�[��� ���>���

38

5.1.'R) ��+-,�� .����(� ��� 8��� 5 � 3 �� s� ���� � 8��� ^����

� ���(� � ^��[n���� J���� ^�� d \� �d�h• !#"%$�&s3t(' b ��� 3 �� 5*) ^�23�Y^ 9 + 8�(,.- !#"%$/&10�2 � 2 �� 5*) ^�2�Y^*3 �[� �3�*4|m6587�� a19;: h

• < ��� '>= & .u�v ' b � 2k ^

7 ?#@BA (DOFs)^C���(� � < ��� aB9�: h/D�v ��E v Z hF�G�F

4� � 3

� ^�H a � k hIDa�J.]3}2^*a�^�K�2�L a ~�M b 2�]�}/NO�#�3�� = & . \� d �QP H a1R b �1S H 'UTWV \3m;X�K�2�L ' n>r ��Y X�Z[H*\�]^ a�_a`Qb�c�d &�e �f 2hg � �X�Z E aji�HaJ#k � 3}#b

3 ?�@1A \8 �X�ZD3a ��E a8i 1;l � i�Hji�H�mn` ���>��8 /� "po#d &/eWq � k Z

•��rOs���-�p�t��rus�J�k;v VQw;x�y ��z*{�i>wC` 9�:}| F�~ d � 2 *�;�;� w qW?@ `��� ����� w�x 1 X�� ' \ s 4 T8�>vni#� 2nqn?�@ `���� |>� X�� ' y �CZ

• CORBA�;� -�� "�� oH�����Y\8 �X CORBA q ���� 8 ' g �6�8Y 2p� � ��� ��<< ����� o����6` � r ��� ���Y�|���6�ai�2���`� �n�X + � & w�i� �n�X��j�¡�� � ��¢ qQ£ � �U¤ � o�w�\�¥8¦C`Q§�¨[\3m�©;ª�2�«�]>�*¬ (r;­j®�¡;�Q­�

etc.) q/¯8° ` �±C² X�� '/³ \Ym�X�Z CORBAi j 0j´ ' gQµ J*© TAO

ORB[23] qB¶ � Z

5.1.1 ·u¸ ¹aº!�"%$/& �» �C¼ J�½[}�i s�t i#¾W¿ d ` ��YÁÀ F X�Za���(���Â`�J 3 �� i�ÃÄ q ^ÆÅ 9 + i*» �Á,[- !#"p$Q& ( Ç;È J#É;Ê ) ³�9;:}| F µ Y X�Z !�"Ë$Q& �» �¼ J��#�Y�|�Ìi�Í�]W`�d��|� gε d ©1Ï &ÎÐ ��Ñ �ti����Ò x ´ ` � r µ ©����7���J�oÎi�Óa`� �X[Ô�Õji/� 2 ` b�Ö q ¨W¿ � X�� 'B³�× m;X�Z

39

5.1. ��� ­���� ��� ���(� ���» �8¼ 5 3 �� s� ���� ��» �8¼ i����

5.1.1.1 9 � ���������������������! 9 + » �%,�- !/"a$[& ��» ��¼ ` �#" �#�[�(�tJ�$&%*i('!) q+*>< Ñu® ��¼ `[à Ä× m�X�Za��i���» �8¼ J#,��&-(.0/ [24] × " ©���Ñ8�218­�»#3 � &�4 [25] q[¶ rµ Y X�Z��» �8¼ J ��� i � Å65���� q � r µ Y X�Z•�B�C» �75�» � ,Î- ���[� & ¡�28 ` 8 9 i�» �Á,.-�: < ;=<(> i�5�7�3 ' $#% 8 9 i5�7�3�i : <�? K À s@ ACB qED�F g ©0G�i < ×IH�Jn'�H � KCLai�M Y!N�O r;­W® qQP ��² X�Z

• = ­ � � �< �p�SR q ��Y�T *.< ÑO® �8¼�UCV» �Á,.- D�F J = ­ � � ��< � �WR�` �I"YX Y © 280 Z 200i NCO A!B q[*�<ÑO® �8¼ `]\!^ ² X�Z (15[fps]

K À 30[fps]ª × )

•¥�¦_5�5C7�3 �a`b ­Cc�J ?

� i�d!ej`B¨ Å � Å�`1¥�¦�`�5�7 3�i ��` q ² X�� 'γ�×af X#Z�ªT » �Ë,.- �6» ��¼ ³(g�Y�80h�× M]i�B A i NCO A�B q \2^ ×af X0jnÅ�`�©�kÖ N!O qSl#mOg ©B«CnWi 8 9 i!o�p�3 q2q nn` V r X�jnÅ�` g T ZQs `2t %0uy � ×�v X�Z

5.1.2 w�xzy {&| º }��i&~������Yu(�C��� � µ 2 9_� 7 ���Q� (DOFs) � PA10~��������6­ ¼

( �C��a� . /) �S��9��#�]�[���Q� u_~���������� � ³ 3 ���0� h �E� �Iq�� ( �&  ¡£¢¤ �!¥ × ) ¦ t %�§]¨�© � §]ª «¬5 H � ×av_­ � ½ h ��®#��¯ ¿ " §2°��C± ¼ ��²³ §�´ ��µ ²[­ ~E�¬���¶�[� � ³2· " 9 r µ v�­ �¹¸ �&°»º��[§]G2¼�½�¼ 4 ¾ ° 3 ¾

� ´ ����9a�]¸a® u�½ h ��®I�Q¿�À � T2Á_h] ~��[���Ã�[� � ×av�­ �5.1.2.1 Ä Å!Æ�ÇSÈ�ÉËÊÍÌÎ�ÐÏ ( Ñ�Ò )

Á#h �EÓ �&Ô�Õ(Ö#�(¿�À[�2Ô�× ±�Ø_§ XÚÙ TaÛ §�° ¸a® § 9�Ü Ý u Á_hE � ���Þ �!ß�à � T �]á_â � �2ã�ä � Ô��aå�æ�¯�ç ´+u�è�´Ð�6é ´ ��ê � Û Ý 1 ¾ ���Q°´ ��¾�ë u á ì&í 4 ¾ ��� Ý v�­ � ´ �]îIå�ïI�]ð ¨�§CuEñCò�ó�ô � ´ å(ï�õ �_ö÷¬øEù ±¬ú �Sû�õ �¹°2´ ² §�u BL ü ±ý�ÿþ���ö�� � 6 ������� �� (NANO � ��) � ·� ��r Ý v�­ �

40

5.2. ������� s�� Ô þ ×C�0ßEà 5 3 �0��� ����� � Ô þ ×������

5.1.3 ���������� u3 �0�0� h�� í ~��[��� �!± ×���� ¨ t! �"$#&%('*),+ � � o ã ±�- ­

�����/.10 -�2 Û*3 ç ¼ Ý!Ü ­ � Á�465 ® 367 � - ­ ��8C§�°:9 âI�/;=< >:?C�#¯çA@ ­ 2 Û §&B � ¨ ¯ - ��C ¼��ED�Fa§�°]� 5HG ¯�>2Ü � ��I2í 3 7 � - ­ ��8�§J ����� � K�L 2 NM1O�P 2 - ­ �=Q �[���7§6D ;R>�S �[��� 2HT ­ 2 Û §�U <JHV6W!X�Y ¨�Z S\[6] [26] �/^1_ �`2 �&����[ ] § # Q �+��� J â�� M O�P 2 a Q � � � Y ¨Ë�b2 í 8 ­ 2 Û ° ����0 367 ÔHc ± Ô_� ¨ed_§Ef�g�- ­ � � 5 í8 ­ �

5.2 h i j k l m n o p q r s�������6t � Ô þ ×�í J ° � �1u!vEw�  § # �6tyx ¼z2 �6��{ | � Q:} ��� �

9 ~�Ô þ�� ü '*)(+ � �/��õ - ­ � � í ° ��� � ÝCÜ ­ 9 â 0��6���1�=� § "���­�����_ I�/�Rv - ­ � � 5 í 8 ­ �

5.2.1 EMR-8 �����5.2.1.1 EMR-8 �:���� � Ô þ ×�í J ����u�v*wa ��\�QÝ °( � ) � �Sö/�e�E� ) þ#ö6� Q ) � ���� ~����� 6�¡t�w6¢�£ �6¤��_öe��¥¦�§

:EMR-8( ¨ 5.2) ©�õIÜ(ª�« EMR-8J ¥�¬�� Q � äWì��®­ � Þ°¯1± �[� ì² ç³� ´�x¶µaÝ!Üeª*«b­ � Þ°¯1± �+�ì=· J ���*� ) � ¬ � �®¸�¹¡º 5 � ÜÝ " ¼» ¸�¹�º 5 ~:�¡½�¾�© �z�*� )� ¬ � ·¦¸�¹��¼¿�t,x T�2 � í » ?�À¸�¹ W Á · #&P Ý �e�*� ) � ¬�� ¿1tÂ�à · "=� ªH~¡� ��Ä ¢�©`¿�t - ªH« ¨ 5.2: EMR-8

ê 2 ­ � Þ°¯�± ��� � �/Å · J » ��Æ\Ç � ä ( £ � ¤6�¬ö Ç � ä ) 5 w�ÈÉx¶µ_Ý "¼»�Ê £�Ë ú*�eÌ · ¯ � Í � �\Æ � Â�à ©`¿�t��¹ÝCÜ!ªH« ¥�¬Ð� Q � äSì J »�Î µ

41

5.2. �������6t ���!þ�Ì � ßEà 5 3��� � ����� ���!þ�Ì � ���

ç ��� �$©� �� »��� ����� Ê�� � �e� + ¬ · #:P�� � � {1| ������� æ,©��� ª:« Î ������� æ�·���� � � � � W�X ©"!$#�� » £ � ¤ ��ö Ç ��% Â�à ·¡C � WX 5�&�')(�* x µ�ªH« �,+ ¼» EMR-8².- �/ í 8 ª&{ | J » EMR-8 ·�w�0 xAµ

� ��ª:£ �1¤ �Iö Ç ��%�132)4 x µ 2 Â�à ���e�z· "=� ª 2��� � �1��5 1$6 ªH«

5.2.1.2 EMR-8 �87:9<;�=?>A@CB.DE�e�*� ) � ¬�� · #*P3� ~:�=©b¿1t - ª�F » ~H�Ú¡ �e�*� ) � ¬�� ¡ £ �6¤6�#ö Ç��% �HG 4 d >3I ��Ä ¢ �KJ J�L M 1,6 ªH«�C � 2 � » ��� ÊN� � �PO + ¬ · #:P��» �!��� )�Q ¬�R Â�à · "=� ª x, y

W�X3S � ~¡� � f Ä:T � � � #VU x µ(ªXW\Æ? �&£ �1¤ �CY Ç ��% � Â�à � �e�z·3Z � ªK[�W$\ Ä ¢ �3�����]J ©K^�_ » �)� Á© / ª�« � � ÊN� �A�PO.`&¬ � J »H/ - µPa ��� Á ©,b��E·�~:�¡¿�t)c�d ²e- W�fW�X ©g8h�i$ª Î �]j�k�l �]m�ªH« Î ��� � ÊN� �A�PO.`E¬Vn » ( � ) oqp YE�!�H�rHs�Y1��tVr:�Vu ·$vHw �3x�y x µ�ª�zV{}| �POq`�¬�1$6 ªH«~���� m � � ÊN� | �PO.`&¬�8� ·3��� �� _�ª�« +H� ���8��� ·]��m�� � 1 �� ©K�)� � » EMR-8 ­�p�� ¯ ± p � � £ � ¤��CY Ç ��% ���)� j�� � ·���e·�m�ªv<�b· ¯ � Í ������Ä ¢!©3# � ªH« Î ���3�¡� £ � ¤ �?Y Ç ��% � � ��� �V�)� ©� � Ê�� | �PO.`&¬ �)���¡ �¢ »8£ � � � © ��� ÊN� | �$O.`E¬ � �X �¤ Î � ·�iª¡« ¨ 5.3 · * iqv.� · » £ ��¤ ��Y Ç �,% �  Ã�¥ ¦P§ ¨ 1 ¥�¦ 5?j3© M:ª 9 �ª [�W,\�«<¬�­�®<p � © ���8��� ª ��� Ê�� |�­ O.`�¬ � ·¯ 4±° » ¯ 4³² µ$a�\´3µ ­ Í j�[VW ° a8F ª)¶V·Pª W\Æ8¸ ´ ¿,¹8i�º�» Ρ¼ - ª ¥�¦ 5 �P½ - �)� Á ´¾ #)i�º3»¿HÀ8Á ­ Y Ç� % ª Â�ÃV¥�¦,§Pà Z:Ä�º ¥�¦ 5 � [VW�\ ª �]J ´"Å:Æ i<º�»�Ç 5.4à * i�v�� Ã3È�µ ­ Í,n \ P

´ [HW ° a � i<º�» �8� ÊÉ� |�­ O<`¡Ê � à Z�� � n ÈË ¶ ª [�W)Ì$Í n PR

ÃVÈ3Î ¶�ª [�W�ÌPÍ n PL

Ã�Ï ¼ º3» PR

ÈPL

�¡Ð  % ��Ñ C´ c ¤ �Vf � ¿VÀ�Á ­ Y Ð Â %KÒ�Ó � � ª�Ô \ CR

ÈCL j ¿HÀ�Á ­ Y Ð Â % ª Ò)Ó¥�¦:§:à Z?Ä�º ¥ ¦ 5 1,6 ºV»?Õ ª�Ö ­?¬�j EMR-8½ -×3Ø ² ¼ º 2 Ù Ú ªVÖ ­

¬ 1$6qÛ È RS232C Ü�Ý 1 30Hzª R�Ê3ÞàßÊ8á]â�ãCä

PCÃ3å ÛçæPè ¼ º�»

42

5.2. [�W,\)g8¹ O���s�� ª���� �5 3 Ù�Ú�W�f� � O ��s�� ª����

Ç 5.3: EMR-8 ��� ß�� |N­ Oq`Ê

5.2.2 ��������� �"! #%$'&�(")+* ,%-�.0/�12:� � t43 p � j65�^ ��� ´87 � à n È:9�;�¥�¦$§:à Z:Ä�º[VW)Ì$Í ´8< × i�º=�> j@?,ºH» ° ½ ° È EMR-8

½BADC"A ¼ º Ö ­?¬ n È6E�F ² ¼@G�H º ¿�À,Á ­ YÐ Â�I ª Ò)Ó ¥ ¦$§:à ZCÄ º ¥�¦KJ ä ?,º�» ¿VÀ�Á ­ML Ð Â�I ´ ��� ßN� |X­PO `Ê i<º�Õ � ä È ¿HÀ�Á ­QL Ð Â�I ¥�¦:§PÃ�R Ä�º 3 Ù8Ú ª [6S�Ì,Í ´�å C ä � º3j È��� � à n 2$� ª ��� j:T HKG °"è �Aa�U È ¿VÀ�Á ­QL Ð Â�IPV � ª ÌPÍ WYX[ZPj\�] i<º�»�^?w G È ¿VÀ Á ­QL Ð Â�I ª Ì$Í W_X�Z ´a` º =�> j�? º�» £ Õ ä È t3 p � ª 9¶ ��s |Xzcb rcd]Ê ´fe �8i<º3» EMR-8

à Á ­ Ð ­ ´8gih ° È t�3 p �j Á ­ Ð ­ ´fj�k i.º�Õ � ä È Á ­ Ð ­ ª Ì$Í W_X�Z ´ml C i<º�» èin È ? A"½poU Á ­ Ð ­ � ¿VÀ�Á ­ML Ð Â�I ª Ì$ÍPqar ´as U G RBt Õ � ä È�u v$à ¿VÀ Á ­wLÐ Â�I ª Ì,ÍxWyX Z ´8l C i<º�Õ � j ä � º3»�Õ ª v�� à ° G È EMR-8

½zA{C�A ¼º 2 Ù8Ú Ö ­C¬ ½pA È�9�;�¥�¦$§:Ã4R Ä ºa|6S)Ì$Í ´}s U�º�Õ � j ä � º3» ~ ¨ ª�[� ´ è � U�º � È Ç 5.5

Ã}� i.v<��m ¥ ¦ \[� j =�> ä ?�º�»1.Á ­ Ð ­ ¥8¦ (Marker Coordinates)

½cA 9[;H¥8¦(World Coordinates) � ª ¥¦ \[�

43

5.2. | S��)g8¹MO ��s�� ª���� �5 3 Ù�Ú�S��� �'O ��s�� ª����

Calibration Plane

Eye BallCamera

Image Plane

Attention

Point

Data from RS-232C

Eye Ball

P

L

PR

CR

EL ERC

CL

PL

Calibration

Distance

Ç 5.4: EMR-8ª�� �

44

5.2. | S����8¹MO ��s�� ª���� �5 3 Ù�Ú�S��� �'O ��s�� ª����

9Eye Stereo

Vision System

Attention

Point

Camera

Coordinates

Marker

Coordinates

World

Coordinates

Ç 5.5:=�> m ¥�¦ \[�

2.¿�À�Á ­ML Ð Â�I ¥ ¦ (Camera Coordinates)

½ A Á ­ Ð ­ ¥�¦ (Marker Co-

ordinates) � ª ¥�¦ \i�

3.¿3À�Á ­@L Ð ÂKI ÒVÓ ¥�¦�§$ÃaR Ä�ºf|4S�Ì�Í (Attention Point)

½cA ¿3À)Á ­L Ð Â�I ¥�¦ (Camera Coordinates) � ª ¥�¦ \[�

Õ ¼ A ª ¥�¦ \�� à v Û È�9[;V¥�¦$§PÃ�R Ä�ºa|6S�Ì,Í PW

n Ù ª�� ä��ಠ¼ º3»PW =

[

RM TM

0 1

] [

RC TC

0 1

]

f(−−→VCR

,−−→VCL

, MC)

(5.1)n��.° È0 � 1 × 3

ª��� L���� ä ?�º�»Ù ÃHÈ � (5.1)

ª�� ¥�¦ \[� à � H�G�� ° tAÅ?Æ�� º3»

5.2.3 ������� ��� =⇒ �������Ç 5.6

à � 3�� � EKF ª 9¶ ��� |Xzzb! d�Ê ½pA C�A ¼ º Ò)Ó ´m��� »

45

5.2. | S����8¹MO ����� ª���� �5 3 Ù�Ú�S��� �'O ����� ª����

M1

M2 M3

(a)Ð I�­ Ò)Ó (b)

�8� Ò)Ó

Ç 5.6: 9¶ ��� |Xzzb d�Ê ª Ò)Ó

è � È ? A¡½po U Á ­ Ð ­ ª � ´���� ° G RBt » Ð I�­ Ò�Ó ( Ç 5.7(a))½pA È��

� ° G ?�º Á ­ Ð ­ ª ��� � � á I � � q ª�� H ��� ´�� Û × ° È Õ ¼ ´���� °G ?,º Á ­ Ð ­ ª ��� ��� ª�� � ²��� ���� � º �! ª�" ´#� Û × ° È%$'& ���ª)(+* Ò)Ó

( Ç 5.7(b))´ C º�»�Ù ÃHÈ I ß�Ê)á W-, �/. ­�� ° G ��� ° G ? º�,� Ã�0+1�� º�2)3 ä ? ¼54 È Á!6 Ð 6 ´)7+8 Ä n 2�3 ( Ç 5.7(c)) 9�: È!; 3 Ò8Ó ´Á � L59!: G 9

¶ ���<>= b! dÊ 3�?+@ Ò)Ó ´ Á � � Ê8á � º�ÕA9 ä È 9i;�B�CD:Ã:R Ä�º%3 Á!6 Ð 6 3Ì,Í/9 X�ZFE C º�ÕG9�H äAI ºH»

(a)Ð I 6 Ò�Ó (b)

(!* Ò)Ó(b) J 6 Ð 6 Ò�Ó

Ç 5.7:Ò�Ó �[� 3 K!L

J 6 Ð 6 B�CGD E�ÙA35MONQP%R�S �UT�V J 6 Ð 6 B�CGD � 38 3�J 6 Ð 6 3�W Ñ

MG E � �X9':ZY�J 6 Ð 6 H�[ T \ ,A3�] � L � �OE ZM ^ 9':ZY −−−−→MGM1 E YM

^ 9 �UT V�; : G Y XM ^ ��Y YM ^ 9 ZM ^ 3�_%`a3 ^ 9Qb Ô �cT ^ 9 �OT�VJ 6 Ð 6 B�C 3 9i;�B�C �G3 \[� 7�d ��e%f 7�d RM 9 \67!g T L���� TM hA�i T%V69�;�B�C�D P Rkj�T J 6�l+6 3 B�C�J ��m ` ä ? T 3 ä Y RM 9 TM � s

46

5.2. | S������MO ����� 3 ��� �5 3 ��S��� �'O ����� 3 ���

è T%VJ 6�l+6 B�C�D ä �������Pn � PM ��Y'e�f 9 \ 7�g T ä 9�;�B�C�D ä � � PWä������ T 9 �cT 9ZY B!C \i� 3Kqmr � ��Y

PW = RMPM + TM

=

[

RM TM

0 1

]

PM (5.2)

����� T�V

5.2.4 �������� �����Q��� =⇒ ������� ������ J 6 L l�� I B�C h A J 6'l+6 B�C �53 \[� 7�d E s U T n U!P%Y�� 5.8 P��� MON i ��� ß��c< 6 O d�� E 7 N V

9Eye StereoVision System

EMR Camera

Checker Board

� 5.8: ��� ß �c< 6 O d�� 3�� �

47

5.2. | S������MO ����� 3 ��� �5 3 ����S��� �'O ����� 3 ���

(1) EMR-8 (2) 9 � ��� <Z= b! d��� 5.9: EMR-8

l � I59 9 � ����<Z= b� d � 3����� 3 � � EiF 3 9 � � �c< = b d � 9 � � J 6 L l�� I 3��!P Y � P u o J 6l�6 H 8 H�GiH T��� � l�6 3 6�� E�� t�� 9��+Y�_%`53 l � I�E u[v Pi����� �< 6 O d � � T�� 9#H�� I T�V � 5.9 P � � McN>P�Y�_�`F3 l � I h A u o �� �l�6 3 6�� E������ ��� 6 �UT�� 9�H�� I T�V�� 3 � � �"! < 6 O d � P M$# G CA � T&% I ��6(' 9 9 ��) ��<Z= b! d�� h A C�A � T J 6�l�6 3 B�C�J h A ~�*3 B�C \�� 7�d H C�A � T�� 9)P i T�V

• J 6�l�6 B�CGD h A 9i;�B�CGD ��3 \[� 7�d MM→W

•�� � l�6 3 6�� B�CGD h A � � J 6 L l � I B!C�D �G3 \[� 7�d MCB→C

•9i;�B!C�D h A �� � l+6 3 6�� B�C�D �G3 \[� 7�d MW→CB

^�# G Y � � J 6 L l�� I B!C D h A J 6!l�6 B!C D � 3 \6� 7+d E MC→M 9 �T 9+� � H$,.- �cT�V

I = MW→CBMCB→CMC→MMM→W

MC→M = M−1

CB→CM−1

W→CBM−1

M→W (5.3)

n � : Y I �0/21 7�d ��? T�V�

(5.3) M43 Y � � J 6 L l�� I B'C�D h A J 6 l!6 B�C5D �53 \�� 7�d H s(5T�V � � J 6 L l�� I B�C 3�J 6�l!6 B�C ��3 \[� 7�d ��e%f 7�d RC 9 \67!g T L � � TC � � � � I T 3���Y � � J 6 L l � I B!CAD � � � ���n � PC ��Y�e

48

5.2. | S������MO ) � � 3���� � 5 � 3 ������� ���) � � 3����

f 9 \��!g�� ��J 6�l�6 B�C�D � ��� PM � ������ T 9 �UT 9QY B�C���� 3����� ��Y

PM = RCPC + TC

=

[

RC TC

0 1

]

PC (5.4)

� ����� T�V

5.2.5 �! #"%$ =⇒ �������� �����'&)(EMR-8 h+*-,!* � T 2 ���/. 6�' h+* � � J 610 l ��2 B!C D P�3 j�T B!C/4 E5 ,�6 T V

5.2.5.1 7�8/9:<;�=?>?@�A/B1C�D�EGFH:'I+JLK2 � ����� hM* 3 ���/N�OFE 5 3QP 6 P/R l ��2 � � �"! < 6 �TS � HVU�W �YXT�V l��Z2 � � � ! < 6 �TS � P� 6 T\[Y] R_^G` P �Ga �Yb 3 3 Y�cGd!3�e!]AHf/g ��Yb�h T�V � � J 6G0�l �Z2 3�� � �+! < 6 �+S � PR�Y i/j�k�l : h e+]��X T Zhang[27] 3�e+]OELm h T%V Zhang 3�e�]1R�Y n/cpo \�q Esr�m 6 T HVt \q�uYv P�w/x�y?zY{1|L} R 6 TV~�� Y 'V�Z���M� |G����P_}'R��<��Y�i/j<k��?�kP� � �+!�� � �TS � | ���&�<v�� �<� T1v h � � � �M� � X T�V� o�� � �+!T� � �TS ���Y� # b ,#* � ~Z����% 2����4' α(= sx

f

dx) � β(= f

dy) �

u0 � v0 (f ���?������ dx, dy � ����� �Z� � sx � ����o���Zi ) |�m h?b � � ���/�'0 l�Z2 ��� y?z<{ � 3 j�  2 ����y�z 4 CR(XR, YR), CL(XL, YL) R � ���?�'0 l ��2y?z1{��?R$�Yo � � � 3 ����¡ 0#�£¢ v�¤ bV¥�¦¨§ª©  �«

−−→VCR

= (XR − u0

α,YR − v0

β, 1) (5.5)

−−→VCL

= (XL − u0

α,YL − v0

β, 1) (5.6)

49

5.2. � �������p� )�� � o���� � 5 � 3 ������� ���)�� � o����

5.2.5.2 7�8/9:<;�=?>��� ����������������Z;�����A���������Z�p0! �"<2 yZz'{ � 3$#   ���¡ 0 �£¢ R%�/�Y�Yo�&�' �1� # b!($)   «

� �Y��o%&!'GR+* *�o 2 , �%-/. * ©  �«01

1 2�3?o����?¡ 0#� ¢ o%4?�G|5� ��� v 6  V«�%�?�?�G06 7"Z2 y?zY{ � 38#   � ��1�91R �23�o+:�;y?z�o 179 �<� 3 �<5.10

�>= 6 � � ) ��� �<�@? b+A 5< �«CB o���� � , h?b@D ¤�EGF8H 6  �«

Calibration Plane

Eye BallCamera

Image Plane

Attention

Point

Eye Ball

θ

f

L

PR

CR

EL ERC

CL

PL

VRVL

n

Calibration

Distance

PC

<5.10:

7"Z2 y?z1{ � 3I#   ��<������Z�p0 �!J �IK o7LNMPORQT� � �TSTS�o���+| L � �����?��0% C"<2 y

50

5.2. � �������p��������o���� � 5 � 3 ����� ���������/o����

z<{ � 3C#   2�3�o ��9G| ER � EL � �6���/�'0 �+J � K�� *-, * ©   N/Op|CR � CL ��2�3?o_��������¡ 0)� ¢ | −→

VR � −→VL

v 3 Eª« &%' 1��� �+����� PCR −→

VR

v −→VL o%4?����X  V«�C?Vb � �����ZX   L � ER � EL � CR � CL

� * −→VR � −→VL | ¥ 6 BZvQ� ��� ©��

� ��� � A��  NB�v ��)   (B�B �/� ER � EL R����'oVN/O v?¤ b��/? b/h  � � ER � EL o���&���� � , h�b R� �! )

«−→VR � −→

VL o#"GP$�%�1R�&(' ) o���� B�B ��R −→VR

� , h�b o�) FIH 6  V«−→VR R*�#�Z¡ 0#� ¢ ) o+�/�

−→VR =

−−−→ERPR

|−−−→ERPR |

(5.7)

v ¥ §H©  V« � ~ � −−−→ERPR R < 5.10

� * �−−−→ERPR =

−−→CPR −

−−→CER = k

−−→CCR −

−−→CER (5.8)v ¥�¦ �Y�  V« −−→

CER R����,��X  �« −−→CCR |��#�Z¡ 0%� ¢ v 6  1v �

k =|−−→CPR | (5.9)

v )  �«B�B �� �+�/�/�'0 �+J � K oL�M8O Q�� ��- SRS�. q o/�����%��¡0)� ¢ | −→nv 6  �« −→n R �+���/�'0@ �"�2 o#0212�43 v6527 6   o2�$���,�X  V«IBB ��� −−→

CPR

v −→n o ) 6+8 | θv 3 E?v �

|−−→CPR | cos θ = L o?����9 v 9 (5.9)

�:� �

k =L

cos θ(5.10)

~<;T¤ � θ = cos−1

−→n ·−−→CCR

| −→n ||−−→CCR |

*�=Zo B�v � * � −→VR

� A��  �« −→VL > &@?��ZX  �« �I?�b � −→VR

v −→VL o+4��'|A �Z BYv � �%�?�?�G0@ 7"Z2 y�zY{ � 3I#   ��A2�79 PC

� A,�  V«*<=�o BYv � * � PC R#Yo��_c�9 �<�+?b�¥ 6 B<vs� �Y�  V«

PC = f(CR, CL, ER, EL) (5.11)

51

5.2. ��A������ - ������o���� � 5 � 3 ��A������ - �����/o����

� �#���GoVN?O v�¤ b/h ~ �!�Z�?�p0% �"<2 y�z'{ � 38#   2N3Zo_y�z 4ER � EL o��7&��<�p| FIH 6  V«2�3/o@� 9YR �+�/�/�10 �6J � K o�L�MIO Q�� ��- SRS ����¤ ~ Z��w�x�yzY{ � 3 h�b �%�1o_y?z ��X   c �'|5�*A 6   B<v � A �Z �«FIH |���� � 6  �~�� � � < 5.11

��= 6 � � � w/xy?z1{ � 3I#   �%�1o_yz�� P1 � P2 o 2 �Y|>�/A ¤\~�v 6  �« � ~ ����3 ��� ¤ b o#) F�H |�� � «��3 ��� ¤ b > &('ªe���� A �Z NBYvs� ���  V«<

5.11� * � −−−→P1PR1 � −−−→P2PR2 o64�� � 3��<o � 9���X  <v�� &��Z�  �« P1 � P2

�� ¤ b Rsy�z����p| � � BZv ��� � � �+�����Y0@ "?2 y/z<{<��o�y/z � A�� �« � ~ �7L�MPO QT� �,- S�S o���� L

v �!�Z���p0 �%J �CK2� *H,#* ©  N�O CR1 � CR2

� * � PR1 � PR2

� A��   o+��� −−−→P1PR1 � −−−→P2PR2

� A,�  B<v ��) �«�B o�¡ 0)� ¢ o64!�Y| A �? BZv � � �+�/�/�10@ "�2 y�z<{ � 3�#   3�Yo���9�| A �Z NBYvs� �<�  V«

Calibration

Plane

Camera

Image Plane

Attention

Point

Eye Ball

L

PR1

CR1

ERC

CR2

PR2

P1P2

Calibration

Distance

<5.11:

7"�2 y?z1{ � 3I#   2N3?o��79Yo$��&

52

5.2. ��A������ - ������o���� � 5 � 3 ��A������ - �����/o����

012 A��?¡ 0#� ¢ v��������¨v o%4 �1|5��A � v 6  �«� R ����� o� * � o ��� |�� b/h  �« �� R@; �����%¤ b�h7)�h�� � )� � R�� �1|�� a��� B�v R���� )�h « ��?�b �@&%' 2 o � � � &%' 6  B�v� �<�  �«8B�B �?o�A���¡ 0#� ¢ R < 5.10

�:� ��*��?o � � � &!' ���  V«

−−→CPC =

−−→CEL +

−−−→ELPC

=−−→CEL + kL

−−−→ELPL

=−−→CEL + kL(

−−→ELC +

−−→CPL)

= (1 − kL)−−→CEL + kL

−−→CPL

= (1 − kL)−−→CEL + k

L

−−→CCL (5.12)

&�? � �−−→CPC = (1 − kR)

−−→CER + k

R

−−→CCR (5.13)

9 (5.12) � (5.13)� * �−−→CPC =

(1 − kL)−−→CEL + (1 − kR)

−−→CER + k

L

−−→CCL + k

R

−−→CCR

2(5.14)

�! #"�$ | -/.� Yv �LM/O Q+� ��- S>S���� v �! � o$AZ��� ( 3 � v �*A��� � �?o ��� ) R�%!&�' ¤ h o���� kL � kR ' 1v)(�* �1�  �« � ~ −−→

CEL

v−−→CER o�¡,+ � ¢ o�-p� §/. 3���| -!0�1� 1v ��9 (5.14) o/� 1 2 v � 2 234 E%B�vQ� ���  �« §�5�� � k

L ' k′

R

v6(7* ���  �« �C?�8 ��9 (5.14) 3�Yo� � � (�* �<�  V«

−−→CPC ' k(

−−→CCL +

−−→CCR) (5.15)

B o � � � ��A��?¡9+ � ¢ | −−→CCR � −−→CCL o�:�� ¥?¦ ¤ � B o$A���¡9+ � ¢ v�����;� v o�4��p|6�2A � v)1+  «<������� o$�I9 .>=�? 3�@�A �M�CB�D,E

S ���6?#8�F�G ���  V«��!�����H �79 .I=7? H F7G�� ,�J 8 3 5.3.1 � FIH1� V«K�LNM ��3 ��&�' 2 |�O�P ¤Q~�«!Q�H�R �/|5*�� ��= 1�«

53

5.3. 3 <�A���� � - ����� � 5 � 3 ��A������ - ����� H ���

1. &%' 1��� J 8 ��2�3 H A���¡9+�� ¢ 3 3 + � ��H 2 �+��� )  ��� � 5�� 364�� �� � 2 �+� H 4!��� ¤ 8���� G  B ��3���� ��2�3 H A���+�H ����9���,�J 8������ � �"!�� �#��A �� %$�&'�( �*) �2"�+�� '-, ' 8�.�0/ «

2. &%' 1 � � J 81) 2�3 H3254�6 � �N& 187�9 � , ' 7 +5� ' -:��J;� -$. 5=<7->1. ��&�? H�RA@#H����-, ' 7�B ""+�����C�A"DE8��F 7 +�8��F �=G�H�%23 H �79 � �7& 1�7�H 3�IKJ:� (7�>

3. L�MKN5OQP �SR @<AUT��V�#3 ) 9 3+�XWZY\[ B D9E S - �XW�� ' ]�^`_ <;8X��*) �������NH �79 . =#?U�ba�c � F#G ��� 7->d = H F /fe R�@�H���� )-g - �XW��+��3 ) A�h�i +j�lk�� �������;H1m � ��nA����%oXp 1�7�>5q1r O5N +�sutv 2"4xw � �:y 7 A�h�i +��zk � −−→

CCR � −−→CCL {|"} . 8 J 7-' )�~%< 5 H i9+��lk�3 ) 9 (5.5) � 9 (5.6) � ��y 7 −−→

VCR� −−→

VCL�@&

' { (7 > ~5~ { ) q1r O�N + s�tv 2"4uw � �:y 7��!�����HK�x� .>=�?8� MC� 1A7 � )�n A �u� PC 3 � H ���� { |} { � 7 >

PC = f(−−→VCR

,−−→VCL

, MC) (5.16)

5.2.6 �����������j���0�#���j�����0���5.2.3

)5.2.4

)5.2.5 {���� . �K2�4��� ����/b~ � { )�� 5.1 ��FQ����  2�4xw ���y 7 n1¡ ��� � F7G 1#7 ~ � ' { � 7�> EMR-8

H�¢ N�£:��@ AQTA� B D E�¤ � PJ � ¥#RH�¦ <Q�1§ 5.12 �3¨ 1�>b©xª�H n1¡«�� @<A�T8�¬�b­�¨ { � 7 F / � e � )¡ h ��® P . �1©�ª ��@�A8TZ� H-¯�°�±�² �3�³/3~ � ' { � 7 >

5.3 3 ´ µ ¶ · ¸ ¹ º » ¼ ½¾-¿ T;��À�ÁXWxÂ�� n1¡x« B5à ÀXÁ�WxÂ���FU� )-Ä�Å�Æ ª { ©xª�Ç nX¡�«:� È1¡É { � 73ÊË�ª 3 ��Ì ¡ h�Í1Î#À�Á�WxÂ�ÏbÐ�Ñ .�Ò >

54

5.3. 3 �"Ì ¡ h�Í1Î�ÀXÁ�Wx � 5 � 3 ��Ì ¡ h�ÍXÎ#ÀXÁ�WxÂ Ç Ð�Ñ

Robot Vision EMR-8

Gaze Vector in the EMR-8

Camera Coordinate System

Coordinate Transformation

Matrix from EMR-8 Camera

CS to Marker CS

Gaze Vector in the Marker CS

Coordinate Transformation

Matrix from Marker CS to

World CS

Gaze Vector in the World CS3D Information of the Objects

Calibration Parameter

Attention Point in the World Coordinate System

Image Processing

3DTM Coordinate

Transformation

Intersection Point

CoordinateTransformation

§5.12:

nX¡x« Ç��������

5.3.1 ���� ³������������ Ç��������3 �-Ì� ¤"!�#%$'&)(+*-,¤/. (3D Template Matching:3DTM)[28]0 Ï2143�5�6�798�: 3DTM ; �=< 3 ��Ì?>A@ ¢ $ £?B �DC 746 <FEHG�IKJML�NAO:ÇC�CFPQI?R3�x� ; 3 ��Ì4S�T+U ¢ kWVDX+Y { E 8W;�7Z-[A\ ÇA] { <=NAO � Ç�^=_R3�u� ;a`�b8Ï2ced�fg8Mh 0 { E 8�:

3DTM { �=<�NQO �?� Ç 3 �5Ì?U ¢Ai Ï < #�¤�j ¢ $ £ RlkM�FmDn 6 �Gpo Ò NO �+� Ç3 ��Ì ¢ $ £?B �rq�s 5 < U ¢AiQÇ�t « ;vu ow�Mxzy|{ 7�}�~ Ç 3 �"Ì «

; Ç��?�Q�9� >Q@ Ç���Ç=��� Ïr� L 8/:e� Ç/� Ï2�A�;�5|6 < � o V x�� ; R 8|�� �r��� fg8 m Z � U ¢Ai:Ç"�F� � `�b8Ï ��É���� 6�7���: ���4� «+� Ç U ¢Qi:Ç�F� � `=beVDcFd=��; R 8D:¾-¿ *z& �=<���Ç h=� � �Q�4�4� Ï �?� fK8�:

55

5.3. 3� Ì ¡�� Í1Î�ÀXÁ� x � 5 � 3

� Ì ¡�� ÍXÎ#ÀXÁ� xÂ Ç Ð�Ñ

1.�+������� ÏDU ¢Qi ;45|6�� n 6 C9�/< ��� � � u Ç���� Ï�� .��x¤ $À�� ¤ fK8�:

2.�+� ��� d?`Ab �?E 8�; Ç Ä dUÏ C �+; < � .��x¤ $ À�� ¤ �em � � � ÇCQC+P�I?R2� � � `=bFV�� I 8 Ò L�< u o Ï���� � � ;�5 <"N�� fl82>�@ ��� � � .���¤ $ À�� ¤ � o Ò ��� ��� ; �?� Ç 3

� Ì�S�T4U ¢�i Ï�1?3�5 63DTM Ï I� 2<D�e� ; `�b Ç/^�_HR cFd:Ï � Z (

§5.13) :

§5.13: 3DTM

�Fm 8 �4� Çr�?�

5.3.2 ���"!j�$#`�&%5.3.1

� �u� 5 Ò h 0 �+m � < ������� Ç2�4� � `�b:Ï �A� fw8��+;vV � � 8�:(' n6 < �A�4�4� ; ¡���)+* & i�Ç�, « Ïr� L 84�F; ��-X¡�« Ç c d+V È�. ; R 8�: ©ª V�Y/�021 � E 8 -1¡x« Ï Ä�Å�Æ ª43 ��ÈX¡ É fg84�F;2V � � 8 3� Ì ¡�� Í1ÎÀ�ÁA �ÂÏbÐ�Ñ�fl8+�F; �Fm � <�©uª V NQO �+� Ï kbÇM�F� �65�7WI�G -1¡ 5|6A7

8 I+Rlk <�©uª�Ç1±�² �48UÏ:95A��Yg84� ;2V � � 8�:56

5.4. À�Á= x Ç���� � 5 � 3� Ì�� � ÍXÎ#ÀXÁ� xÂ Ç Ð�Ñ

§5.14

� ¨�f m Z ��<-©xª5Ç - � «�� � R � <-©xª V kbÇ"� �FIKGAk�Ç9m Z R`�b � �?� Ï - ��5�6A798 I Ï� � fg84� ;2V � � 8�:

Attention Point

§5.14:

Ä�Å�Æ ª+��C 8 - � « Ç È � É

5.4 º » ¼ ½ � �Ð"Ñ�5 Ò 3

� Ì � � Í1Î8ÀXÁ� � � ��<�� 13[fps]��Ä�ÅÆ�� �DC 7?6 <1Ê�Ë �A�� � Ç - ����Ï È � É fl8?� ;�V � � 8�: à d���� ��<�� 50[cm]

Ç >A@ �QE 8 �?�Ï - �4fK8���� �/<=x�� 1[cm]�47 � E 8�:����eV�� J 8 �"! R�#%$�Ç B � <�x&�

��� ��R 8W;('*) Gpo 8 #�$?�=< (�$&+Q$-,*.0/ Ç-1�2w�/C 8���� � E 8D: (�$+A$ ÇM� � � `�b �Fm"3 � � Ç � � Ç )+* & i:Ç4"5 V-6+d ��o 8 Ò L � E 8�:(Q$�+�$ Ç"� � Ï 7�d 5 Ò ��8 � < EMR-8IgG ��G o 8�8 $%9 Ï;:Qd/� � 5 Ò�<Ç (Q$�+�$ ; - ��� Ç=�> ÏM� L Ò :;?�@#Ï � 5.1

��A f�: R�C�< 8 $B9DC � 50 E� EF3 < � ��)+* & i ;(G ��H , �:Ï - ���z;?5 Ò0I�J 5 Ò ?K@ � E 8�:57

5.4. ���= �� H ��� �5 � 3

��� � ��� ���� �� H� ��

�5.1:

=�> ?�@Marker0 x y z

Average -34.382328 1168.698608 1529.547363

Variance 0.257680 2.310269 1.054992

Deviation 0.507622 1.519957 1.027128

Marker1 x y z

Average -85.325859 1239.429565 1436.716431

Variance 2.013706 11.860677 4.677338

Deviation 1.419051 3.443933 2.162715

Marker2 x y z

Average 43.102810 1222.900146 1425.289062

Variance 1.244638 9.972414 3.386955

Deviation 1.115633 3.157913 1.840368

Attention Point x y z

Average -14.608809 993.031494 1230.000000

Variance 34.296329 87.034462 0.000000

Deviation 5.856307 9.329226 0.000000

58

5.4. ���= �� H ��� �5 � 3

��� � ��� ���� �� H� ��

�5.1m 3 < 7�� oH�/� 7+6 y y

H ���WV �9� 7g�e;2V�� I 8�:9� ol�em*3-<��� ��� � H �&�eV�� J fF7�� 5?�4E 8+�e;|V�� I 8�: � � �� ��w�=< 9 ���Q #��� j ��� �Fm 3��G%o 8 �� � E 3 < �� # � >���� H ���WV x����F� ��G o 8- ��� H � ���"s"! fl8�: (Q$�+�$ H ,".�#%$ H 3[mm] & 7 H ���FV < - ��� �DC746 � 1[cm] & 7 H ��� ; R?n 6�5 P Z :' ���� �� � �=<)("* +���+ H ��, 5 H)-/.�H�0 L21 G �%H)3�4�5"687 � � H�9:( ;�< + < H ,". ) =?> ��@ �BA � 7 C � �?DFE"G uw� � 1IH)JLKNM C 12O ��P�Qi M H�R2S�T�U�V @�W*3 T�U�XZY �\[ � �����?]��= R�S � � Y � 7 � 1 G ��H)34�5�687 � � H�9 : = ,�^I@ �BA`_ 7`a 1 � � H - �%�/=�b � XZY G�1�2 HdcFeLCf�g H W A @�D Y G

1.HdJhKiM C G ��H23"4 = 5�6jX�Y Gdk/l 3m1 G ��H2n�o H�pIq rts�u =�v"wXZY G

2.3�4�5�6�x 1 � � 9 : @;1�2 =`y X G(a)

+j+ <dzd{j|Z}~;�< + <2�I= , .�� 1 +���� �?�?= ��A�_ 7�a 1 ;�< + <z?{�= � Y G

(b) ;�< + <?z?{ @��d� XZY`��� 8"< 9 |�} 1 ;�< + < H ����� =;� � X�Y G(c) � � � 0 �d��� |L}��2� �d� V�7 ;F< + < �?� V�H �����2� ��� =��j� Y G(d) EMR 8�< 9 7 �"����� �"� |N} 1F��� �Z� M�� =���� Y G

3.3�4 �� 7 ��� �Z� M�� |N} 1 � � HF� � �I=\��� Y G

_ H W A D1�2 =�� 3¡  X _ 7�a 1�H2J�K¢M C � � H ���� �� =\£ � XZY _ 7�¤aj¥ 12����@�¦�§©¨ª�« = �BA�_ 7�¤?¬?­®7 D Y G

59

6

6�

' � a�C 1�� 5 � a���� � 0 � �?]���=�� E���1�� 4 � a�� � 0 ���Z7 H�JZKiMH�������� =���� � 0 G��������h@)k�E���� Y G

6.1! " # $ % & '

������� =)( A 0 � �/H)J�K¢M*��+�,���-�. C f�g ��W A @�D�/���E Y G

1.3�4"n"o � pjq r s�u � 5"6

2.��� � � �102� b43

3.���5��6�7�@jW Y8�9� ��:9; r=<�> ��?2@

4.��� ��:�; rA<�> @\¦�§i¨ª�« U��

5. 1. B3.��6�75���4�h@%W�/���C�H�JhKNM ¤ ( A ª�« U��/CED @GFH. Y G�I9J ¤�4 �K ª"« U4�/C f�g �

3k a2L�Y G

•� �9M � =ONP� � K ���h@jW Y�Q RTS ]5U S �

• “ V E ”<�> @W5X Y�Y[Z �E\4] �_^a` ­4b�c4dfe ¦"§¢¨hg�ifj n�o � �4k

•� ��` ­�bfe W Y`U�� ��l9mon

���qp N�� � K ������� �2r�s8t4u1v)txwyp[; 6.1^O;

6.2e8k4z4{ ��� c�d p �|5} _ ^ a C�~��1���9� a�� FH. K ª�«5�4�E�10�p)6 D � C ��� �:�; r�<�> p

��� � K s�q�Gw e1� } ª�« ¤�¬?­ ^8j�/ K {

61

6.1.�����4� ��-4. �

6 � ��� W ��� ��� �4�

Gaze Data:Gaze(i)Gaze Data:Gaze(i)

Gaze(i-1) = Gaze(i)Gaze(i-1) = Gaze(i)

Yes

No

count count + 1

count > TGcount > TG

Robot grasp Gaze(i)

count 1

No

History(j) Gaze(i)

j j + 1

Perplexity-Object

=analyze(History)

Perplexity-Object

=analyze(History)

Robot grasp Perplexity-Object

Yes

i i + 1

count 1

i i + 1

count > TRcount > TR

Yes

Yes

No

No

;6.1: ��� <�> �\ª�« � �1r�sEt4u�v�t w

Gaze(i) i � � ��+�, a 3 } . } � � n�o

TG ������� ^ v�� D @ ��� p�� ��z }���� M � ���\�

TR

����¤d� ��� o p��� z } K � e"!�# j ��� M � �����

History(j) j �$� e"%�& Fh.�� |5} �"��'�( c�d

analyze()����'�(qp 6�7 � C

“ V | ”<4>j¤*),+ F .�..-�C�/1� ����e g�i5j0� o

“Perplexity-Object”p�  z

Robot Grasp Gaze(i)s� �Gw �\ª�«� �1{F� ��� o p v��

Robot Grasp Perplexity-Objects� �Gw ��ª�« �9{

“Perplexity-Object”p

v��

62

6.1.�����4� ��-4. �

6 � ��� W ��� ��� �4�

Gaze Data:Gaze(i)Gaze Data:Gaze(i)

Gaze(i) = Working-ObjectsGaze(i) = Working-Objects

Yes

No

Robot grasp Driver

Gaze(i).Function

= Driver

Gaze(i).Function

= Driver

Yes

m 1

n 2 Gaze(i) = Objec t#1

m 2

n 1

flag #m = True

Yes flag #n = True

count #m 1

count #n 1

No

No

Yes count #m

count #m + 1

Nocount > TFcount > TFYes

flag #m True

i i + 1

flag#m False

flag#n False

Yes No

No

;6.2:

����<�> �\ª�« � �1r�sEt4u�v�t w

Working-Objects����¤������ X4p (��� e v�� � � |5} 2 � � o

Object ]1 “Working-Objects”� ��� C� �� ¤ v�� � � |5} � o

flag ]m “Object ]m”�

“Driver”p !# ^ z } ` ­4b B � � � r�� �

Gaze(i).Function i � � �[+4,�� 3�} . } � ��� o �E` ­�b � ��� � � � � |T}` ­4b

TF

�1��¤������ X } ` ­4b p D @ z } � e #�z }���� M � ���\�

Robot Grasp Drivers�T� w �\ª�«� ��{

“Driver”p v��

63

6.2. ��� I�

6 � ��� W ��� ��� �4�

��.�� .9�\ª�«� � p ��� � K {�� K C5s�T� w ¤ v�� � K �4� � o�� C v�� �K x C ����� X �4��� � ( ��� ^ ¤ , � L } ¤ C ��� � � C�� � � K �� Tp ���e ��� z � ^�p`ª"«� � ^�� � |5} {� � � K ��� �� � C����T� LEGOp

2 � �� ¥ F e�� ��� K�� � � L } { s�f� w � C������LEGO

p�� � z } � ^ ���! � L n C"� � ¬d­ j��$#9F e!� � z} !�#&%2L / K�K(' � L } {�� K C*)��� + �5 � L n C �� + ��, ��� L } ^��-/. j | % C*0�12C �� 2+ %�3/. � ��4!5 �76�« % ( . } {

6.28 9

I:<;>= e1� } Q[RTS7? U S�@7A �76�B p � � � K {�����%C @�M ��D>E ��F ; p

( � ^�s��q�Gw % F ; �� 5p�� � � C ����e ��� z4{ ; 6.3e �4�qp k�z�{

;6.3:

F ; �> ��7� � � ��� ���

64

6.3. ��� II�

6 � ��� W ��� ��� �4�

6.38 9

II: V | <P>Te W5X } 6�B A p ��� � K { ; 6.4

e �4� p kPz4{“Gaze Record”

ek2z � � j '�( cPd p�� 3 � K���� e C '�( e %�& F .�� |T} “BlockA(Green)”

C“BlockB(Light Blue)”

C“BlockC(Yellow)”

C“BlockD(Green)”

��`�� b ����4C ������ �[� ��

“BlockA(Purple)”�E`�� b�%�� � � � |5} `�� b “Axle”

^����z } `�� b p � � z } �� e���� p ( � { � � � � e C ��� p�� n�� � C C @PM��D>E� "! � � � ����� X % ($# . � | j |�% ��C'& % M�0 ��(�� 3 � +qp*) 3 � �|5}

“BlockB”p�� � � C,+�� e ��� z � ^ % �(# � |5} {

;6.4:

F ; �> % � � %�- �'.'/

65

6.4.-��

III�

6 � -�� W ��� - ��.�/

6.48 9

III: F ; `�� bfe2� } �� % l9m n A p -�� � K { ���fp ( / � |�} +�� % C������ %��% `�� b p7F ; � � |�}� ^ | �!� ^�p � + � C*F ;�� � b � n - ( Fh.} Y Z�� \�]�� pO?���� C'& % Y�Z�� \�]�� % / % Y[Z�� \4]�� %2C : e�D @ � �

|5} �'� C,+�� %���� % Y[Z�� \�]�� p - ( � � |�} � e C5s�T� w % / % Y�Z��\�]�� %���� p ( � {- � e�� C “Shovel”^

“BlockB”% � ��� X�p ( / K { “Shovel”

�“Bearing”

^“Open-Axle”

% � � b p � � C “BlockB”�

“Bearing”^

“Axle”% � � b p � { �%

2�> fp ��� � K ��� � X���� � C�/ %

2 �Y t S�% � . � . } {

1. Shovel:Bearing ⇐⇒ BlockB:Axle (;

6.5(a))

2. Shovel:Open-Axle ⇐⇒ BlockB:Bearing (;

6.5(b))

(a)Bearing and Axle (b)Open-Axle and Bearing

;6.5: Shovel

^BlockB

% ��� � X � Y t S

1.% ��� � X!��� � / % ��� e

“Driver”p !�# ^�� C

2.% ��� � X!��� �"!�# ^

�)j | { � % � � e C 4" �� % ��� � X#��� e W | � � / % ��� ��$ j�/ K ���^8j } { & � ��C,+�� % �*% � � b p"F ; � � |5}� p&%�' } � ^ ��C�(�)�* ��+, j76�B %�- �_^�j } {;

6.6e .�/ p k�z4{ E � � C “Bearing”

^“Open-Axle”

% � � � X % K>' C / % ��G^2� �

“Driver”��.�# � L n C8s��4�9w �&/ % 6*B � (�# j | {10 � � C “Bearing”^

“Axle”% ��� � X � L n C�/ % �2� e

“Driver”% !# j % �4C,+� %������ X

� |�} � e C�s��5� w �“Driver”

p � � � C +�� e �� � � |�} { � % � � e C�s�T�Gw � C,+�� % F ; � � |�} � � b5e�3�4 | K �� % l�m_nOp ( �!� ^ % �&# �|5} {

66

6.4.-��

III�

6 � -�� W ��� - ��.�/

�6.6: ��������� ������������������

67

7

7

��� e j n �1� ����� %� � | +���Gs��T� w � � ~�� %� � � s�T�Gw ^ ��$ jn � ���*C � +������ � � +��2p�� ����� z } � ��p � *��>� � |�} { �!#" ���$&% �(' � �*)�+ %-,/.10 +�� %-,/2 $�3*4 ' ��57698&:�; %=< 8>?�@BA=C�D � +�� %-EGF $ H�I��KJ L�M�**N1O C < 8 ;>= %-P1Q $SR �UT ��� +� %�EBFV0�,�2 $SW�X T JBY�ZB[]\ '7^ 8S_�% Q �`$ - � T J�>ba�c�* ' D � LEGO%�d`e �� ���#$Sf1gh� T � ��� % ;�= %i�j � +�� %-EGF0�,/2 $lkBm�6n8Vop � �#qSr ' 3�4�s Y-Zn[t\ %-u B Q ��v=m p $&w�x T J/>ny � ' � -=z � 3 {1|}1~B�*�������B� $&��� T � +��tYZn[�\K� % _�% d`e1��� ���#$ - � T J1>

7.1� � �

?�@`A7C %���J q � D {B����� C < 8>

1.}1~ �V���n'B^ 8���� � E�F � ,�2 ���#�

2.�`� � EGF � ,/2 '���� s YZn[�\ � u���Q/� � w�x

3. �� `¡`¢ [�\¤£*¥ ¦ � C < 8 3 {1| }�~B�*�n�����`� � ���

4.w�x T J]YZn[t\ � u1�/Q/� �*��§

¨/©Bª*«�¬]­�®1¯�°/±1ª*²`³ ´¶µ/·�ª ¸�¹LEGO � d�e7�=���7º $�%#� �1» 8��� � }�~ $ �1� T J�> ���G��¼�½=¾�¿�À1��^#Á " Y�Z�[�\ � u��1Q1� � L  'Ã�Ä "�Å�Æ $lÇ`È�6É8 q=ÊlË CBÌ J1>

• Í } 'B^ 8lÎ=Ï ,12 ÊÑÐ/Ò ,/2 �-Ó/Ô•}�~ � i�j 'B^ 8 “ Õ » ”

,12 � Ö�ו Í }�Ø=Ù/Ú 'B^ 8 dBe�ÛnÜVE�F ���n�

69

7.2. ���`��� f �7 � ¼��

°/±/ª*²`³ ´¶µ/·�­�� ��������� ª��������=ª���� }�~ �l����¼*½! #" ¾ ��� ÊY-Z`[9\ � _�$ ��º&%�'�»/� ¾ }�~)(&* ��^#Á % R�+�6n8 ( w x T J�>Kw�xT JGY-Z9[�\ � u1�7Q/� D ¿7À�� 3 , C < 8• Í } z � ( R�+ T J }/~ % ^ 8�-�.)/ �#0 /�1• “ Õ » ” 243 %5'BÜ 876 ��8:9�;7< Ê Ø�Ù�Ú N�O % ��� s>=�?�@BA c � w4C• Í }�Ø=Ù/Ú % ^ 8 Q/� ��DFE �

3 G!H ¨/©�I�J#K�L�M4N/ª7O�P w�x TRQ u��/Q1� (:S Á Q�T % ¾�� z � 3 {�| }�~�*�n�����B��( �7� T:Q�UWV �����B��X ¾ EMR-8 � ; ¦&6 Ê YZn[t\ZY�[]\/ ( R�+�^`_ q=ÊRa ¾�b�ced)f Ë �B� � }�~�g�h#(5i�j a Ì _ UWklQ ¾nmlo�p� %W'�Ü _ Í }�q �4r }�s Ë�a Ì _ U���utwv`���x��� ª������4�=ª�ylz ���|{ Q �����7��( + »1� ¾ w�x|{ Q u���}��( �*§ { ¾�b~c&dxf Ê �W� $l�!� �/����º ( �l� { Q�U b�cFd�f X ¾ ��º#� ��`� � }/~�g�h`(~ilj { ¾�/� ^�_�� Ê:aW=�?`@�� � (nS Á � ÊlË�a Ì _ U

7.2 � � � � �• ��� { Q��7�7�!� a~� j ^`_ Í7� q �5��� (��W����� _:��� Ë�� _ U�� ¦�� ¦�n� ^�_ Ê Ì �� �¡ Ë7¢!£�¤ % j "w¥ _ Í4� q ��¦F§��� �¡ %�¨ Ì#©«ª�¬ ^_ U4­�®W¯�° (�±7² ^x_�� Êna4³�´ � ¥ _ Ê«µ�¶Fa Ì _ U

• ·�¸F¹ �7º A�» � Íl��¼�½ @ * % X ¾F¾~¿G� � Ê�@�Ë "wÀ � ¡ Ë�� _ U �eE� ��§ a X4Á ¥Â"�Ã7ÄÉ¢lÅ ¦e6 X�Æ�Ç4È Ê {nÉWÊ)Ë4É » _ Ë ¾xÌ#ÍÏÎ�Ð�Ñ (ÒÓT _ Q�T % X ¾nÀ�ÔxÕ Ê % Ä)Ö�Å�× 6 (5Ø7sÙ��� _:��� Ë�� _ U b�cÓdxf ËÚ�Û {ÜÉ�Ýe_ ÔÓÞ ( {�ß " © Ã�Þ�à�á {Râ|ãRä < 6~. � a�å�æ (�S Ë Q � a âÄ)Ö7Å�× 6 (:ç�Ç {èâ Á ¥ %5é�ê Ý Q � $ ÚlÛ (Bë�S ^`_���ì:í a!î ¥ ß�â ÚÛ�ï %nðòñ Q =�?#@~��ó í r4ô ì @ _ U

• b�cÓdxf X Ô!Þ í S Ë�É4Ý&_ Ú�Û ( �ló ^#_ Ì#õ %Bö�÷ {RÉ4ÝF_�í7â Ô�Þ ì bcFd)f í�øFù Ú�ÛFú S Ý�û�í�üèâ b�c&d`f í Ô!Þ�à ��ó ú S õ:Ì`õ ù ö�÷ ^`_��ì a â Ú�Ûlý�þ í ¨�ÿ ù ³�´ � ¥ _Fì µ�¶FaÓî _ U• ��� { Q!�4�4�F� ù���Ý�Élâ�� � q�i4j Ã����� ã �� �Ü× f X�� 13[Hz]

a� _ U � ¥ a X ���#Ã���Ñ ú å�æ ^�_�ù X����� a�� _�� ������Ñ`Ã���� ù

70

7.2. ���ÓÃ���� � 7 ���

��Ý�É ��� û ��� � ã ��� ���� 100∼1000[Hz] � ��� í4â � ��� ã ����Z×�30[Hz] ��� â ������� ù���� ��� ¹���� û © ì � 100[msec] ��� ��� Ã�� â

30[Hz] Ã�� � � ã ������ â ��� í � Ý�É4Ý �� â ��� Ý �"!$# Ë�ÉlÝ � à ú&% Ç(' ��) ì �+*7ô,� ��� ì.-0/ � ¥ É4Ý � [29]��1FË7É4â�2(3�465 ú87 õû:9 ±�²<; â ��� û � �� ã ����Ü× � � % Ç *lô û ���l�Ó� ù&=,> �è� ����!í ��� �

• EMR-8 ü@?BA � î���C ×ED ù “ F î ( G = Ñ�FIH )”

í ��� � F î à þeú8J0KÑ#Ã+L0M#Ã�N,O�Ã6P 5,Q�5�R0Suì ' �UT�V [30]í$W � Ìxõ ù�â F î ì P 5�XY ì �&Z�[ û0\�]Fí�W � �81ÓËWÉ4â F î+ ü Ô�Þ�^BP 56X Y úU_ Ç`; â�a ^ XY ù K ; N�b ó � Ú ^ Q(cFí *4ô ìBû � ìedgf#ü.h � �

• i�������� â�j�k�l � �&b ó � Ú ì ;nm K�o û"p�q úUr�s ; â Ô�Þut�^+v6w ;ú87 õ �Up�q ^ux C6y�z - ü|{ VB} � Ú�Û #�� 7 õ ) ì �+*7ô,� W:~ â ë(�' �8��� í�W � �• ���g^u��� z -)ù��0�<��h m0� ��� ì�� ô���^ z - ü��E� ^�P 5�X Y � W�

“ � � ”ú�_,� ; N ílâ �6� z -Ùì ë0� �$^B� ��D$�u��� ú \"� ê � ��) ì

�+� � X Y ù��� � ��� ùu��h � �0��� ûu� Du� � ú =�� ; N � ) ^ � D+��+^B�E �¡ ú���¢ � ù L6M ;Um�� û � N�O+£BL0M,v0¤ ú dgf �8��� í�W � �

• i����,����£ � ô���^ z -`ù é!ê � N�¥�¦ ú&7g§ N � ; ; £ LEGO � � ^z -�¨�©�X z - ú�s�ª � ) hÙü ^ z - �@¥�¦ ; £ �,� ^�«$¬ _�� ùU­�® ' �n�� í�W � �

71

i ��� ú�� O � ù0W N ~ £ '�� ü ; � � ����� ú�� f m�� N��u£� ; ����� ù �\��]ü�� £ K0o û��UR��������� ú � �(# ; N�!#"�$&%�'�( ù P ü ��) ú�* ;,+- # ' � #0N�£�.0/�1 ��ü32�4 # ; ú5� �(# ; N7608:9�;�<=$^�>?:@0A:'�(CB D�FE�G ^�«IH J ; # 'KL Bu£NM�O:P�Q&R�B(^ § m�� N�S�u£NT�O0^ � A�UIH�V� � § NXW�YZ&[\ ��]

B0^X<�1:_0`0aIB�P ~ # ; N K ) ^FbcH�d ~ m D �FE&G _Ie fXg�«IH5J ; # 'K

#�N6£0h7ij ��] £Fk�l�m0n ��] BSo��NpIP0qsrut���v�H � �7w ; N K i  �B W~yxz��{��:| � wz}nN K�~� ^����#H#} m � �Xwz}�� Keni Bernardin��] £F�0�E^

!��5� ��� BSo E�G }�wN� K a } m £�<��7<=�^�����:������£X� ~�� y �&��^0�l:��� �3] £0�X�5��\X� �3] £��,���� � £ Miti Ruchanurucks

� B�^u£��e�0 S¡�¢� ^ � �0B M#O:PqB��£�q&H0¤z} m � �u£ W ~¥xC��{ �&| � wC}3� K

=�¦�¤5§ ¨¨�© vXªC�X«X<�1�_�`0acB�P § ��!�" ¬�­�®$^N¯:°,^ V P � w(£�¬�­B�±:�c² �´³�� ^�µcB�oy¬�­�¶�·cH �c¸ ²7B¹7� ~��´º» } m � � ��!�" ¬�­�®S¼½:¾ ¼7¿�P � w&B E&G,� �C}�w�� Ko�ÀÁ ] £X!�"�¬�­:®�¼�Â&¼�µ:Ã�Ä�¼�Å�,£����,£�Æ�Ç�¼NÈ�O&BSo E&G,� �C}�w

� K ¬�­�B5É ¨ «��X�:¼:^FÊ � ] ¼NË0Ì x <��XÍ § � �´Î E }�Ä � w�� KÏ �#BF=¶�¶�·IH � Á ] PXÐ�Í�Ñ�ÒcÓXÄcV¥Ô���Õ0Ö �y×�Ø �SÀ�B Ï <�Ù¼ E�G ¼

8ÚzÀH�JÛ}�wN� KÜ7Ý

16 Þ 1 ß 30 à

72

[1] ��Y , <�� � “ ���zH�� - ���� �B�����}�������������� -,” NTT R&D, 48,

4, pp. 399–408 (1999).

[2] <���� “ ���#H ���0�"!#¢�#%$'&��v ,” (*)%+�,=X¦ , 44, 7, pp. 726–737 (2003).

[3] K. Ikeuchi and T. Suehiro: “Toward an assembly plan from observation part

i,” IEEE Transactions on Robotics and Automation, 3, 3, pp. 368–385 (1994).

[4] Y. Kuniyoshi, M. Inaba and K. Ikeuchi: “Learning by watching,” IEEE Trans-

actions on Robotics and Automation, 10, 6, pp. 799–822 (1994).

[5] J. Miura and K. Ikeuchi: “Task-oriented generation of visual sensing strate-

gies in assembly tasks,” IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine

Intelligence, 20, 2, pp. 126–138 (1998).

[6] J. Takamatsu, H. Tominaga, K. Ogawara, H. Kimura and K. Ikeuchi: “Symbolic

representation of trajectories for skill generation,” Ineternational Conference

on Robotics and Automation, 4, pp. 4077–4082 (2000).

[7] K. Ogawara, S. Iba, T. Tanuki, H. Kimura and K. Ikeuchi: “Acquiring hand-

action models by attention point analysis,” Ineternational Conference Robotics

and Automation, 4, pp. 465–470 (2001).

[8] H. Kimura, T. Horiuchi and K. Ikeuchi: “Task-model based human robot co-

operation using vision,” IROS’99, 2, pp. 701–706 (1999).

[9] - �.� “ /021�e0²�3zo54�f�6�7S¼*8%9 ,” à;:=<?>A@=BC80¦ (2002).

[10] C. K.H.Law, M. Y. Leung, Y. Xu and S. Tso: “A cap as interface for wheelchair

control,” IEEE/RSJ Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 1439–

1444 (2002).

73

[11] ��� � “ �������� �� � 1�����² ����¼���� ,” (%+�¬�) 1997-HI, 97, 24 (1997).

[12] �� � “ ���#¼���6�� #"� ¢*1������ ���� �¼����¼� ¤ - !#"%$'&"7#(�Ò#)+*, ³.- Ä ,” (�)�+�,�80¦#/ �#0 , 41, pp. 1317–1327 (2000).

[13] D. Salvucci: “Inferring intent in eye-based interfaces: Tracing eye movements

with process models,” CHI’99 Conference, pp. 254–261 (1999).

[14] 1I� , �*� � “ �%� 12�3�4� ���% �,536����87�9,Â�¼2:�� ,” (�+�;�) 2003-HI,

102, pp. 31–38 (2003).

[15] <�= , >�? , R. Grimbergen � “ @3AI¼CBED�F 8E$C;HG (1) - I'J Î3K Í Ñ�LNM0 ,” (�)�+%,�8#O 0 , 43, 10, pp. 2998–3010 (2002).

[16] PEQ , R�S , T�� , �VUHW � “ X3Y���� (�)Z*[� � -2\C]�^ L�_E`Na�b9dcVL�:� ,” The 16th Annual Conference of JSAI (2002).

[17] e�f , g8> , h�� , ijS � “ k3lmNno9 -qp L à :#n�� 5 1��E�3r��'s�(�)�+�, 1t�u r Ø%vNw 8V$�;%G ,”Ø%v#w 8 , 35, 3, pp. 135–144 (1999).

[18] M. G. Kwok, x3y , ijS � “ z%�E{[|#}HLNYC~N��6#�8� 1��3�j��� - �������N��,” KEIO SFC JOURNAL, 2, 1, pp. 92–113 (2003).

[19] ��S , i�S.� “ �N� 1C�H��r��*�%��L*� �.9��N�'�N�'�EL�: � ,” ���3�N� 8#O/�� 0 , J69-D, 9, pp. 1335–1342 (1986).

[20] �%� � “Web ��� 1C����r (�)#3�N��6o9��#�HL t[� ,” � 88��) HIP2000-11,

pp. 31–36 (2000).

[21] �#� ,  '¡ ¢ “ Y ~���6HL�£ vC¤�¥E¦�§d¨%\ X�©�6 7EL�Yj9d©%L8ª3«3� 1C¬�p,” ­ vNw 8 , 25, 2, pp. 101–107 (1989).

[22] ®8¯3° ¢ “ ±3²�7�('£�LC�85 ³µ´%¶�7#( 1�����r2­ v ��6EL��8�A1 t�u r2M�0 -

�#�%�¸·[¹#©�L�6Zº ¦»§½¼ a -d\ �'¾N¿ � ³ÁÀ���Â%Ã#L�/E� ¦»§ -,” Ä;:�ÅEƾ BH³ÈÇC��Â�ÉZ¾NÊ'Ë8Ì#¿�Â�8NO 0 , 3, 1, pp. 34–46 (1998).

[23] “http://www.cs.wustl.edu/ schmidt/tao.html,”.

[24] “http://www.komtsu.co.jp/research/study56.htm,”.

74

[25] S. Kimura, T. Kanade, H. Kano, A. Yoshida, E. Kawamura and K. Oda: “Cmu

video-rate stereo machine,” Proc. of Mobile Mapping Symposium (1995).

[26] S. Hirose and S. Amano: “The vuton: High payload high efficiency holonomic

omni-directional vehicle,” Proc. Int. Symp. on Robotics Research, pp. 253–260

(1993).

[27] Z. Zhang: “A flexible new technique for camera calibration,” Microsoft Re-

search Techniqal Report (1998).

[28] M. D. Wheeler and K. Ikeuchi: “Sensor modeling, probabilistic hypothesis

generation, and robust localization for object recognition,” IEEE Transactions

on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 17, 3, pp. 252–265 (1995).

[29] ��� ¢ “ �3�VÀZ¾8¿3Ê���Â�� ¦4§ ��������C��8Â�� �¾[� - �#�HL���r����+*,�� -dp-,” ���;�� 2001-HI, 95, pp. 171–178 (2001).

[30] �NS¢ “ � ,�� ·�r�� �VL �"!$#�%'&���� ,)(+* 9+,.- ��� ,/� ·�r0���1�$! ,” 2354 ��/ , 45, pp. 20–32 (2002).

75

top related