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Development of Robot Control Interface based Mutual Learning of Users and Machines.

Research Project

Project/Area Number 15K05884
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Yamamoto Masahito  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (40292057)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 飯塚 博幸  北海道大学, 情報科学研究科, 准教授 (30396832)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsインタフェース / 相互学習 / ニューラルネットワーク / ロボット操縦 / つもり制御 / LSTM / リカレント
Outline of Final Research Achievements

In this research, we have proposed a mutual learning interface between human and machine where the machine exploits the prediction errors to read user’s intention. To do this, we extracted human intention from body movements, especially hand movements, and associate with movements of multi-degree of freedom spider robot, thereby constructing interface to operate robot only from hand movements. Since the hand movements reacts the intention that varies depending on the individual user, the correspondence between the hand movements and the operation of the controlled object is built using machine learning. It is shown that the proposed interface can adapt to multiple behaviors of the robot.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (9 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] LSTMを用いた身体動作に基づくつもりインタフェース2018

    • Author(s)
      中西 啓太,飯塚 博幸, 山本 雅人
    • Journal Title

      第17回複雑系マイクロシンポジウム講演論文集

      Volume: 17 Pages: 48-52

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  • [Journal Article] LSTMによるつもり動作の抽出 L2018

    • Author(s)
      中西 啓太,飯塚 博幸, 山本 雅人
    • Journal Title

      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 (ROBOMECH2018) 講演論文集

      Volume: 2018 Pages: 1-4

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      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Cognitive map self-organization from subjective visuomotor experiences in a hierarchical recurrent neural network2017

    • Author(s)
      Noguchi Wataru、Iizuka Hiroyuki、Yamamoto Masahito
    • Journal Title

      Adaptive Behavior

      Volume: 25 Issue: 3 Pages: 129-146

    • DOI

      10.1177/1059712317711487

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The development of spatial recognition and navigation in hierarchical recurrent neural network with convolution processing2017

    • Author(s)
      Noguchi Wataru、Iizuka Hiroyuki、Yamamoto Masahito
    • Journal Title

      Proceedings of the 14th European Conference on Artificial Life 2017

      Volume: 14 Pages: 324-331

    • DOI

      10.7551/ecal_a_055

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Robustness of mobile robot localization using recurrent convolutional neural network2017

    • Author(s)
      Suginaka Izuho、Iizuka Hiroyuki、Yamamoto Masahito
    • Journal Title

      Intelligent and Evolutionary Systems (IES)

      Volume: 21 Pages: 95-100

    • DOI

      10.1109/iesys.2017.8233568

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Recurrent Convolutional Neural Networkに基づく一人称視点画像からのロボットの自己位置推定2017

    • Author(s)
      杉中 出帆, 飯塚 博幸, 山本 雅人
    • Journal Title

      ロボティクス・メカトロニクス講演会2017 (ROBOMECH2017) 講演論文集

      Volume: 2017 Pages: 1-4

    • NAID

      130006221442

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      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Robustness of Mobile Robot Localization using Recurrent Convolutional Neural Network2017

    • Author(s)
      Izuho Suginaka, Hiroyuki Iizuka, Masahito Yamamoto
    • Journal Title

      Proceedings of the 1st International Conference International Conference on Digital Practice for Science, Technology, Education, and Management

      Volume: 1

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hierarchical recurrent neural network model for goal-directed motion planning using self-organized cognitive map2017

    • Author(s)
      Noguchi Wataru, Iizuka Hiroyuki, Yamamoto Masahito
    • Organizer
      The Twenty-Second International Symposium on Artificial Life and Robotics 2017
    • Place of Presentation
      別府コンベンションセンター(別府市)
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  • [Presentation] リカレント型畳み込みニューラルネットワークを用いたロボットの自己位置推定2017

    • Author(s)
      杉中 出帆, 飯塚 博幸, 山本 雅人
    • Organizer
      第16回複雑系マイクロシンポジウム
    • Place of Presentation
      公立はこだて未来大学(函館市)
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  • [Presentation] 階層型リカレントニューラルネットワークを用いた認知地図の自己組織化と目的行動の生成2017

    • Author(s)
      野口 渉, 飯塚 博幸, 山本 雅人
    • Organizer
      第16回複雑系マイクロシンポジウム
    • Place of Presentation
      公立はこだて未来大学(函館市)
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  • [Presentation] 動作の分節化を利用した相互学習インタフェース2016

    • Author(s)
      斎藤 健太郎, 飯塚 博幸, 山本 雅人
    • Organizer
      2016年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京理科大学野田キャンパス(野田市)
    • Year and Date
      2016-02-29
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  • [Presentation] 動作分節の獲得による人間と機械の相互学習インタフェース2016

    • Author(s)
      斎藤 健太郎, 飯塚 博幸, 山本 雅人
    • Organizer
      第48回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2016-02-29
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  • [Presentation] 畳み込みニューラルネットワークを用いた運動認識による入力インタフェースの構築2016

    • Author(s)
      麻野 将平, 飯塚 博幸, 山本 雅人
    • Organizer
      第48回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2016-02-29
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 畳み込みニューラルネットワークを用いた一人称視点画像による自己位置推定2016

    • Author(s)
      杉中 出帆, 飯塚 博幸, 山本 雅人
    • Organizer
      第15回情報科学技術フォーラム
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス(富山市)
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 畳み込みニューラルネットワークを用いた一人称視点画像による自己位置推定における実用に向けた検証2016

    • Author(s)
      杉中 出帆, 飯塚 博幸, 山本 雅人
    • Organizer
      情報処理北海道シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      釧路公立大学(釧路市)
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 入力予測誤差最小化による相互学習インタフェース2015

    • Author(s)
      斎藤 健太郎, 飯塚 博幸, 山本 雅人
    • Organizer
      エンタテインメントコンピューティングシンポジウム2015
    • Place of Presentation
      札幌教育文化会館(札幌市)
    • Year and Date
      2015-08-25
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      2015 Research-status Report
  • [Remarks] ユーザの意図を読み取るインタフェースの開発

    • URL

      https://seeds.mcip.hokudai.ac.jp/jp/view/220/

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  • [Remarks] 誰でも使えるインタフェース

    • URL

      http://autonomous.jp/%E8%AA%B0%E3%81%A7%E3%82%82%E4%BD%BF%E3%81%88%E3%82%8B%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%BF%E3%83%95%E3%82%A7%E3%83%BC%E3%82%B9-3/

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      2017 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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