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身体像を内蔵した学習機構の開発と多自由度ロボットへの適用

Research Project

Project/Area Number 15700134
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent informatics
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

伊藤 一之  岡山大学, 工学部, 助手 (90346411)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywords身体像 / 強化学習 / 多自由度ロボット / 状態爆発 / 冗長性
Research Abstract

本研究では,多自由度ロボットのための学習に基づく自律制御系の構築を目標とし,身体像を用いて状態爆発を解決する強化学習の新しい枠組みを提案した.
まず,近年のダイナミクスベースト制御における成果を取り入れ,身体像は,身体の逆モデルにより実現されるのではなく,身体のモデルを用いず環境の力学系によりに実現するべきであることを示し,身体像の新しい枠組みを提案した.
また,提案した枠組みに基づき,ロボットの身体像を分散フィードバック系により工学的に実現し,身体像によって,広大な探索空間のなかから小さな閉じた部分集合を抜き出すことが可能となることを示した.
さらに,多自由度ロボットの冗長性に注目し,広大な探索空間のかわりに,抜きだされた小さな部分集合に対して強化学習を適用しても解が獲得されることを示し,多自由度ロボットへの強化学習の適用を可能とした.
最後に,部分集合に対する強化学習により得られた知識をもとに部分集合を再構成し,再び新しい部分集合に対して強化学習を適用するというプロセスを繰り返すことで,広大な探索空間を大域的に探索し,得られた冗長な解を他のより良い解へと改善していくことが可能であることを示した.さらに,この場合,事前知識を用いず試行錯誤により自律的に解を獲得するという従来の強化学習の重要な性質を保持したまま,従来の強化学習に比べ効率的に広範囲の探索が可能となることを示した.
したがって,本研究は多自由度ロボットの学習に基づく自律制御系の新しい枠組みを提案したといえ非常に有用であると考えられる.

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2004 2003 Other

All Journal Article (4 results) Book (1 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] 強化学習による冗長ロボットの自律制御に関する研究-身体像を考慮した強化学習-2004

    • Author(s)
      伊藤一之, 松野文俊, 五福明夫
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌 22

      Pages: 672-689

    • NAID

      10013271652

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  • [Journal Article] Hybrid autonomous control for multi mobile robots2004

    • Author(s)
      Kazuyuki Ito, Akio Gofuku
    • Journal Title

      Advanced Robotics 18

      Pages: 83-99

    • NAID

      10012693296

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] サービスロボットへの指令における不完全性の対話による補完手法2003

    • Author(s)
      五福明夫, 中谷武平, 伊藤一之, 田中豊
    • Journal Title

      ヒューマンインタフェース学会論文誌 6

      Pages: 237-248

    • NAID

      10012797542

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  • [Journal Article] GAにより探索空間の動的生成を行うQ学習による実多自由度ロボットの制御2003

    • Author(s)
      伊藤一之, 松野文俊
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌 21

      Pages: 526-534

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Book] 機械の知能・学習・進化-やわらかい機械をめざして-2003

    • Author(s)
      竹下光夫, 則次俊郎, 五福明夫, 伊藤一之, 佐々木大輔
    • Total Pages
      148
    • Publisher
      大学教育出版
    • Related Report
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  • [Publications] 伊藤一之, 松野文俊, 五福明夫: "強化学習による冗長ロボットの自律制御に関する研究"日本ロボット学会誌. 22, 6(掲載予定). (2004)

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  • [Publications] K.Ito, A.Gofuku: "Emergence of adaptive behaviors by redundant robots, -Robustness to changes environment and failures-"Proc. of Congress on Evolutionary Computation. 2572-2579 (2003)

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  • [Publications] K.Ito, A.Gofuku: "Hybrid autonomous control for heterogeneous multi-agent system"Proc. of IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems. 2500-2505 (2003)

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  • [Publications] K.Ito, T.Kamegawa, F.Matsuno: "Extended QDSEGA for Controlling Real Robots -Acquisition of Locomotion Patterns for Snake-like Robot-"Proc. of IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation. 791-796 (2003)

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  • [Publications] K.Ito, Y.Imoto, A.Gofuku, M.Takeshita: "A study of reinforcement learning with knowledge sharing for distributed autonomous system"Proc. of IEEE International Symposium on Computational Intelligence in Robotics and Automation. 1120-1125 (2003)

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  • [Publications] 竹下光夫, 則次俊郎, 明夫五福, 伊藤一之, 佐々木大輔: "機械の知能・学習・進化-やわらかい機械をめざして-"大学教育出版. 148 (2003)

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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