1997 Fiscal Year Annual Research Report
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09450106
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
上田 完次 神戸大学, 工学部, 教授 (50031133)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大倉 和博 神戸大学, 工学部, 助手 (40252788)
真鍋 圭司 神戸大学, 工学部, 助手 (90209677)
SVININ Mikha 神戸大学, 工学部, 助教授 (90274125)
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| Keywords | 知的ロボット / 自律ロボット / 強化学習 / 適応システム / 自己創出 / 人工生命 / 進化システム |
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| Research Abstract |
第1年度は,自己創出的自律適応システムの根幹をなす強化学習アルゴリズムとその予備的実機実験を中心に行った.
まずはじめに,実自律移動ロボットに強化学習アルゴリズムを埋め込む際に一般に行われる前処理であるセンサ入力/行動出力を離散化して有限状態空間に近似変換する手法では,学習空間が容易に肥大化しまい学習効率が上がらないことを確認した.これに対して,本研究での主張の一つである学習空間の自律的状態認知/行動出力のために,連続学習空間を取り扱う強化学習法を構築した.連続値センサ入力・行動出力をじかに学習空間に使用することが可能となり,前処理として必要であった様々なしきい値決定などに煩わされることなく有効な状態認知と行動出力状態を自己創出させ,その間の適応的関係を自律的に学習させることが可能になることを確認した.我々はこれをCSCG (Continuous Space Classifier Generator)と名付けている.
提案手法を用いて,1)計算機シミュレーションによる検証実験,2)疑似四足歩行ロボットによる実機実験を行った.1)の計算機実験では,四足歩行ロボット・モデルを計算機上に構築し,各脚にあるリンク機構にCSCGを-つずつ配置して歩容獲得実験を行った.力学的諸要素を考慮したシミュレーション環境での実験の結果,各CSCGがおのおの協調しあって適切な周期的挙動を生成して歩容獲得することがわかった.これをもとにして,二足をキャスタとした疑似四足歩行ロボットを作成して同様の有効性確認実験を行った.実機においても,20エピソード程度の少ない学習回数で歩容獲得できることが確認され,非常に学習効率の良い手法であることがわかった.
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[Publications] Yoichiro Nakamura: "Control Architecture for Autonomous Robots Using Globally-Coupled Chaotic System" Proceedings of 29th CIRP International Seminar on Manufacturing Systems. 81-86 (1997)
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[Publications] 中村陽一郎: "大域結合カオス系に基づく強化学習による自律ロボットの行動獲得(第1報,信頼度割り当ておよび汎化方式に関する考察)" 日本機械学会論文集(C編). 63・615. 273-280 (1997)
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[Publications] 中村陽一郎: "大域結合カオス系に基づく強化学習による自律ロボットの行動獲得(第2報,動的環境におけるナビゲーション行動の学習)" 日本機械学会論文集(C編). 63・615. 281-287 (1997)
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[Publications] 中村陽一郎: "自律ロボットの行動獲得のための制御アーキテクチャ(大域結合カオス系を用いた強化学習)" 日本機械学会論文集(C編). 63・616. 207-214 (1997)
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[Publications] K.Kuroyama: "Learning Contorol of Autonomous Robots Using Instance-Based Classifier Generator in the Continuous State Space" Proc.of the 3rd International Symposium on Artificial Life and Robotics. 89-92 (1998)
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[Publications] Masao Migita: "A study for construction of a ‘biologically' autonomous robot" Proc.of the 3rd International Symposium on Artificial Life and Robotics. 402-405 (1998)
