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Establishment of a method for constructing a low-dimensional representation of deformable linear object and a method for motion planning

Research Project

Project/Area Number 21K19791
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

Yamazaki Kimitoshi  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00521254)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywords紐状柔軟物 / 操作 / 潜在空間 / 形状表現 / 操作計画 / 動作計画 / 低次元表現
Outline of Research at the Start

本研究で提案する仕組みのコアとなるのは,紐状柔軟物の形状を表現する低次元空間である.この空間では,ある紐状柔軟物の形状は一つの点で表現される.本研究では紐状柔軟物を所望の形状へ変化させることを目的とするが,その実現方法として,現在の形状から目標の形状までをつなぐ一本の経路を,この空間の中で見つけ出すこととする.

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to establish a method of knowledge representation and motion planning for the manipulation of deformable linear objects (DLO) for automatic machines. We proposed a method for constructing a latent space using GAN, a method for finding the shape of an arbitrary DLO shape in the latent space, and a method for finding the continuous shape change of a desired DLO in the latent space. The appropriateness of the proposed methods was confirmed through verification mainly by simulation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果は次のことを示唆している.(1)紐状柔軟物の形状は抽象化した変数空間上で表現することができる.それにより,紐状柔軟物の形状や性質が複雑になるほど表現するためのコストが高くなるという問題を避けられる可能性がある.(2)入力形状を目標形状へ遷移させるための操作を得る方法として,表現空間内で様々な経路を作成しておきそれらを接続・修正する,という方針は実現しうる.それにより操作計画を高速に実現するとともに,紐状柔軟物の物理特性の違いに対応できる可能性がある.
これらにより,現実世界において自動機械の操作対象となりうる紐状柔軟物を大幅に拡張できる可能性がある.

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Generating Shape Transitions of Deformable Linear Objects Using Generative Adversarial Networks2022

    • Author(s)
      Kimitoshi Yamazaki, Ryo Matsuura and Solvi Arnold
    • Journal Title

      Proc. of the 2022 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation

      Volume: - Pages: 538-543

    • DOI

      10.1109/icma54519.2022.9856119

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 製品製造自動化に向けた部品把持のためのビジョン技術2021

    • Author(s)
      山崎公俊
    • Journal Title

      画像ラボ

      Volume: 12 Pages: 67-72

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Generating Shape Transitions of Deformable Linear Objects Using Generative Adversarial Networks2022

    • Author(s)
      Kimitoshi Yamazaki
    • Organizer
      2022 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Prediction, Estimation and Learning for Deformable Object Manipulation,2021

    • Author(s)
      Kimitoshi Yamazaki
    • Organizer
      The Robotics Society of Japan (RSJ) and The Robotics Society (TRS, India) WORKSHOP
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 自律型ロボットによる柔軟物操作の研究事例2021

    • Author(s)
      山崎公俊
    • Organizer
      佐久産業支援センター第4回ワークショップ
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] AI技術のロボット分野での活用事例2021

    • Author(s)
      山崎公俊
    • Organizer
      長野県テクノ財団浅間テクノポリス地域センター講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2024-01-30  

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