XR操作インターフェース2026/9/25arXiv:2609.31117

サービス環境における半自律移動ロボットナビゲーションのためのXRペン型操作インターフェースの比較評価

Comparative Evaluation of an XR Pen-based Control Interface for Semi-Autonomous Mobile Robot Navigation in Service Environments

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XRペンでAR空間上の目的地と向きを指示する半自律移動ロボット操作インターフェースを提案し、モーションコントローラ・ハンドジェスチャ・PCベースラインと比較評価した。

詳しい要約

1. どんなもの？

- サービス環境での半自律移動ロボットナビゲーションのためのXRペン制御インターフェースの比較評価。 - AR内で操作者が部屋の位置を指し、選択し、拡張矢印をドラッグして目的地でのロボットの向きを設定する。 - XRペン、XRモーションコントローラ、ハンドジェスチャ、コンピュータベースのRVizの4手法を家庭環境で比較。

2. 先行研究と比べてどこがすごい？

- 従来のXR制御法（モーションコントローラ、ハンドジェスチャ）は直感的でないと認識されている。 - 本研究は商用XRペンを用いた新インターフェースを提案し、これら従来法およびコンピュータベースラインと比較。 - XRペンはタスク選択時間で他手法を有意に上回り、最も一貫した選択を実現。

3. 技術・手法の肝は？

- XRペンでAR内の位置を指し、選択し、拡張矢印をドラッグしてロボットの向きを設定。 - 同一フレームワーク内でXRモーションコントローラとハンドジェスチャのインターフェースも開発。 - 家庭類似環境でのナビゲーションタスクで4手法を比較する被験者実験を実施。

4. どうやって有効だと検証した？

- 10名の参加者による研究で、XRペン、XRモーションコントローラ、ハンドジェスチャ、RVizの4制御法を比較。 - 家庭類似環境でのナビゲーションタスクを実施。 - 結果、XRペンがタスク選択時間で有意に優れ、最も一貫した選択を示した。

5. 議論はある？

- XRモーションコントローラが知覚ワークロードとユーザビリティスコアで最高評価を得て、コンピュータベースラインを上回った。 - XRベース制御が初心者にとって直感的な代替手段であることを支持。 - しかし、最近リリースされたXRペンの統合における技術的制限がユーザー体験を妨げている。

6. 次に読むべき論文は？

- 要旨で参照/比較されている研究：XR motion controllers、hand gestures、RViz。 - 関連手法：semi-autonomous mobile robot navigation、Augmented Reality (AR) control interfaces。 - 同分野の定番：teleoperation interfaces for service robots。

※ 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: Alicia Torc, Carl Tornberg, Eric Piette, Renaud Ronsse, Benoit Macq, Gustavo Alfonso Garcia Ricardez, Lotfi El Hafi, Tadahiro Taniguchi

分類: cs.RO, cs.HC

原文アブストラクト

Service robots remain difficult to deploy in domestic environments, partly because fully autonomous operation is not yet reliable in unpredictable surroundings, and partly because conventional control methods remain inaccessible to novice users. Extended Reality (XR) enables operators to visualize robot information overlaid onto the real world and to interact with augmented elements. Yet, common XR control methods, such as motion controllers and hand gestures, are still perceived as unintuitive. This paper presents a control interface that uses a commercial XR pen to command a semi-autonomous mobile robot in Augmented Reality (AR): the operator points at a position in the room, selects it, and drags an augmented arrow to set the desired orientation of the robot at this destination. Two additional interfaces, based on the XR motion controllers and hand gestures, were developed within the same framework. To assess the performance and users' perception of these interfaces, and of the XR pen in particular, a study with 10 participants compared four control methods, i.e., the XR pen, the XR motion controllers, hand gestures, and a computer-based baseline RViz, in navigation tasks performed in a home-like environment. Results show that the XR pen significantly outperforms the other methods in task selection time with the most consistent selections, and that the XR motion controllers obtain the best perceived workload and usability scores, ahead of the computer-based baseline, supporting XR-based control as an intuitive alternative for novice users. However, technical limitations in the integration of the recently released XR pen currently hold back its user experience.

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