資源制約下での運動スキルの創発による熟達プロセスのモデル化

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07243209
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 椹木 哲夫 京都大学, 工学研究科, 助教授 (10187304)
• Keywords: ベイジアン・ネットワーク / 知識獲得 / 認知地図 / 遺伝的アルゴリズム / アフォーダンス / 知能ロボット / 行動獲得 / 創発システム

Research Abstract

高度な熟練作業を機械が人間に代わって実行することを目的として,本研究では能動的な学習能力,すなわち人間の介入を受けることなく多種類のセンサとアクチュエータを有する機械自らが獲得された基本的な行動概念からタスク実行時の現実世界との干渉を通してより高度な技術を創発していくことのできる能力として運動スキルの熟達プロセスのモデル化を行った.主な成果としては以下の通りである.
(1)人間オペレータが複雑・大規模なシステムを制御する際に実行している認知過程のモデリングとして,確率推論モデル(ベイジアン・ネットワーク)を用いた表現法と知識の獲得アルゴリズムの開発を行った.
(2)スペクトラムデータに対する信号理解のデモンストレーションからの知識獲得手法として遺伝的アルゴリズムを用いた手法を開発した.
(3)自律移動ロボットが環境中を走行しながら獲得される知覚ならびに自らのとる行動のインタラクションから生成される環境概念についての帰納的構成法として遺伝的アルゴリズムを用いた手法を提案し,環境中の通路を通過する際の通路形状の認識についてのシミュレーション実験を行った.
(4)ある環境中に放たれたロボットが盲目的な行動の指向により衝突や回避行動を繰り返す中から,段階的に自らの知覚機能を洗練化させ,より大局的な目的に指向した行動戦略に向けて,環境に対する注視点を絞り込んでいく熟達過程を進化型計算により実現した.
(5)環境中の移動物体からの特徴抽出を可能にするための知覚システムを備品の2次元リアルタイム動作解析装置を用いて構築し,人間の運動ならびに他者エージェントの実行する挙動の観察情報の取り込みが可能となった.今後シミュレータ上で(3),(4)のプログラムをロボット実機に搭載し,この知覚システムを用いることによって,現実世界でのロボットの進化的スキル創発のプロセスのモデル化が可能になるものと考える.

Research Products

• [Publications] 椹木哲夫: "意志決定分析手法に基づく制御知識構造の導出法とし尿処理プラントの協調制御系への応用" システム制御情報学会論文誌. 第8巻. 574-584 (1995)
• [Publications] Tetsuo Sawaragi: "Fusing Multiple Data and Knowledge Sources for Signal Understanding by Genetic Algorithm" Trans. of IEEE Trans. on Industrial Electronics. Vol. 43(発表予定). (1996)
• [Publications] 椹木哲夫: "知識獲得と教示" 日本ロボット学会誌. 第13巻. 588-591 (1995)
• [Publications] 椹木哲夫: "コミュニケーションのメディアから知識のインフラへ" 日本機械学会誌. 第98巻. 452-456 (1995)
• [Publications] Tetsuo Swaragi: "Formulating Collaborative Engineering Design Using Machine Learning Method and Decision Theory" Proc. of Sixth International Conference on Human-Computer Interaction. Vol. 1. 321-326 (1995)
• [Publications] Tetsuo Sawaragi: "Realtime Decision Support System for Plant Operators Using Concept Formation Method" Proc. of International Federation of Automatic Control(IFAC) 13th World Congress. (発表予定). (1996)