Learning controlof object manipulation with unknown environmental interaction based on machine learning

• Project/Area Number: 22700198
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Perception information processing/Intelligent robotics
• Research Institution: Shizuoka University (2012); Tokyo University of Agriculture and Technology (2010-2011)
• Principal Investigator: KOBAYASHI Yuichi 静岡大学, 工学部, 准教授 (60373304)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2012: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2011: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2010: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: ロボット行動学習 / 物体操作 / 機械学習 / 最適制御 / ロボット / 学習 / 接触モード切り替り / 最適制御・強化学習 / モデル予測制御 / 物体抱え上げ操作 / 接触モードの切り替り

Research Abstract

We proposed a learning control method of object manipulation, where physical interaction between the robot and its environment is unknown. Pattern classification method was integrated with control methods such as reinforcement learning and model predictive control. It was verified in experiment using physical simulation that the proposed method can realize appropriate robot control based on information obtained by off-line trial and errors.

Research Products

• [Journal Article] Learning of whole arm manipulation with constraint of contact mode maintaining (2010)
  • Author(s): N. Kawarai and Y. Kobayashi
  • Journal Title: Journal of Robotics and Mechatronics Volume: Vol. 22, No.4 Pages: 542-550
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Learning of whole arm manipulation with constraint of contact mode maintaining (2010)
  • Author(s): Nobuyuki Kawarai, Yuichi Kobayashi
  • Journal Title: Journal of Robotics and Mechatronics Volume: 22/4 Pages: 542-550
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Prediction of object manipulation using tactile sensor information by a humanoid robot, Proc. of IEEE Int (2012)
  • Author(s): S. Uematsu, Y. Kobayashi, T. Kaneko, A. Shimizu
  • Organizer: Symposium on Robotic and Sensors Environments
  • Place of Presentation: Magdeburg (Germany)
  • Year and Date: 2012-11-16
• [Presentation] 体性感覚情報を用いた抱え上げ動作達成の認識と予測 (2012)
  • Author(s): 植松重之,小林祐一,金子透,清水昭伸
  • Organizer: 第30回日本ロボット学会学術講演会
  • Year and Date: 2012-09-19
• [Presentation] モデル予測制御による接触モデルを学習・修正可能な物体操作法 (2012)
  • Author(s): 篠田真也,小林祐一,植松重之
  • Organizer: 第24回自律分散システム・シンポジウム資料
  • Year and Date: 2012-01-28
• [Presentation] モデル予測制御による接触モデルを学習・修正可能な物体操作法 (2012)
  • Author(s): 篠田真也
  • Organizer: 第24回自律分散システム・シンポジウム
  • Place of Presentation: 神戸ファッションマート・コンベンションルーム
  • Year and Date: 2012-01-28
• [Presentation] 体性感覚情報を用いた抱え上げ動作達成の認識と予測 (2012)
  • Author(s): 植松重之
  • Organizer: 第30回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
• [Presentation] Prediction of object manipulation using tactile sensor information by a humanoid robot (2012)
  • Author(s): Shigeyuki Uematsu
  • Organizer: IEEE Int. Symposium on Robotic and Sensors Environments
  • Place of Presentation: Otto-von-Guericke University (Magdeburg, Germany)
• [Presentation] 力覚情報を用いた抱え上げ動作のための特徴抽出 (2011)
  • Author(s): 植松重之,小林祐一
  • Organizer: 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • Year and Date: 2011-12-24
• [Presentation] 力覚情報を用いた抱え上げ動作のための特徴抽出 (2011)
  • Author(s): 植松重之
  • Organizer: 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • Place of Presentation: 京都大学吉田キャンパス
  • Year and Date: 2011-12-24
• [Presentation] 空間認知のための画像特徴による身体図式獲得 (2011)
  • Author(s): 染井貴之
  • Organizer: 第38回知能システムシンポジウム
  • Place of Presentation: 神戸大学(シンポジウム資料として公表済み オンラインで開催)
  • Year and Date: 2011-03-17
• [Presentation] 空間認知のための画像特徴による身体図式獲得 (2011)
  • Author(s): 染井貴之,松井良介,小林祐一
  • Organizer: 第38回知能システムシンポジウム資料
  • Year and Date: 2011-03-16
• [Presentation] 近似関数の局所特徴に基づいた対象物操作獲得のための探索戦略 (2011)
  • Author(s): 植松重之,篠田真也,高崎雄太,小林祐一
  • Organizer: 第38回知能システムシンポジウム資料
  • Year and Date: 2011-03-16
• [Presentation] 近似関数の局所特徴に基づいた対象物操作獲得のための探索戦略 (2011)
  • Author(s): 植松重之
  • Organizer: 第38回知能システムシンポジウム
  • Place of Presentation: 神戸大学(シンポジウム資料として公表済み オンラインで開催)
  • Year and Date: 2011-03-16
• [Presentation] SVM による接触モード推定を用いたオンライン対象物操作学習 (2011)
  • Author(s): 高崎雄太,小林祐一
  • Organizer: 第23回自律分散システム・シンポジウム資料
  • Year and Date: 2011-01-30
• [Presentation] SVMによる接触モード推定を用いたオンライン対象物操作学習 (2011)
  • Author(s): 高崎雄太
  • Organizer: 第23回自律分散システム・システムシンポジウム
  • Place of Presentation: 北海度札幌市,北海道大学中央キャンパス
  • Year and Date: 2011-01-28
• [Presentation] 接触モード境界推定に基づいたモデル予測制御による対象物操作 (2010)
  • Author(s): 篠田真也,小林祐一,高崎雄太,河原井伸行
  • Organizer: 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • Year and Date: 2010-12-24
• [Presentation] 接触モード境界推定に基づいたモデル予測制御による対象物操作 (2010)
  • Author(s): 篠田真也
  • Organizer: 第11回システムインテグレーション部門講演会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市,東北大学川内キャンパス
  • Year and Date: 2010-12-24
• [Remarks] 滑り・非滑りの接触モードの切り替りをを考慮した対象物操作の学習
  • URL: http://sensor.eng.shizuoka.ac.jp/~koba/previous_research/research_j.html#manipulation
• [Remarks] 力覚センサ情報を用いたヒューマノイドロボットによる物体抱え上げ動作の教示
  • URL: http://sensor.eng.shizuoka.ac.jp/~koba/previous_research/research_j.html#hold_up_teaching
• [Remarks] 滑り・非滑りの接触モードの切り替りをを考慮した対象物操作の学習
  • URL: http://sensor.eng.shizuoka.ac.jp/~koba/previous_research/research_j.html#manipulation
• [Remarks] 力覚センサ情報を用いたヒューマノイドロボットによる物体抱え上げ動作の教示
  • URL: http://sensor.eng.shizuoka.ac.jp/~koba/previous_research/research_j.html#hold_up_teaching