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HRI/ジェスチャ認識arXiv:2609.04545

SocioGesture: 人とロボットのインタラクションのためのリアルタイム適応型社会的ジェスチャ認識

SocioGesture: Real-Time and Adaptive Social Gesture Perception for Human-Robot Interaction

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ロボットが人との対話中に、招待や拒否などの社会的合図をノイズの多いオンボードセンサーからリアルタイムに認識するシステムを提案。軽量な骨格表現とデュアルストリームモデルで低遅延認識を実現し、オクルージョン耐性を高めつつ、不確実な区間を保存して適応的に語彙を拡張する。

詳しい要約

1. どんなもの?

SocioGestureは、人間とロボットのインタラクション(HRI)において、社会的ジェスチャー(招待、拒否、不在など)をリアルタイムかつ適応的に認識するシステムである。ノイズの多いオンボード知覚、部分的な遮蔽、視点の変化、厳しいレイテンシ制約の下で、これらの手がかりを推論することを目的とする。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

従来のジェスチャー認識は、明示的なコマンドに焦点を当て、社会的な手がかりを扱うものは少ない。また、実環境での遮蔽やノイズに対する頑健性、エッジデバイスでのリアルタイム実行、適応的な語彙拡張を同時に実現した点が新しい。

3. 技術・手法の肝は?

手法の肝は、confidence-aware body-hand skeleton表現と、身体動作と手の articulationを融合する軽量なdual-streamモデルである。さらに、遮蔽を考慮したskeleton corruptionを訓練時に適用し、推論コストを増やさずに欠損した手や遮蔽された腕、時間的に不安定なキーポイントに対する頑健性を向上させる。

4. どうやって有効だと検証した?

屋内・屋外混合のHRIシナリオで収集したsocial gesture datasetを用いて、held-out-subject認識で高い性能を達成し、構造化された関節遮蔽下での頑健性を大幅に向上させた。また、ロボット搭載のエッジデバイス上でリアルタイム動作を確認した。

5. 議論はある?

要旨からは、適応的な語彙拡張の際に元のクラスの性能を維持する方法についての詳細や、他のセンサモダリティとの比較、社会的ジェスチャーの定義の主観性などに関する議論は不明。

6. 次に読むべき論文は?

要旨で参照されている関連研究は明示されていないが、同分野の定番として、人間の動作認識のためのskeleton-based action recognition、HRIにおける社会的信号処理、エッジデバイス向けの軽量モデルに関する論文が挙げられる。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Wenjin Fu, Li-Fan Wu, Jerin Peter, Chip Huyen, Boyuan Chen, Jan Liphardt

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

Robots interacting with people must recognize not only explicit commands, but also social cues such as invitations, refusals, and unavailability. In real deployments, these cues must be inferred from noisy onboard perception under partial occlusion, changing viewpoints, and strict latency constraints. We present SocioGesture, a real-time adaptive social gesture perception system for human-robot interaction (HRI). SocioGesture uses a compact confidence-aware body-hand skeleton representation and a lightweight dual-stream model that fuses body motion with hand articulation for low-latency onboard recognition. To improve deployment robustness, we train the model with occlusion-aware skeleton corruption, exposing it to missing hands, occluded arms, and temporally unstable keypoints without increasing the inference cost. On a social gesture dataset collected in mixed indoor-outdoor HRI scenarios, SocioGesture achieves strong held-out-subject recognition, substantially improves robustness under structured joint occlusion, and runs in real time on a robot-mounted edge device. During deployment, uncertain interaction segments are saved for offline labeling and adaptation, enabling SocioGesture to expand its gesture vocabulary while preserving performance in the original classes. These results demonstrate a practical path toward robust, efficient, and adaptive social perception for interactive robots.