力学的情報処理の階層化に基づく知能ロボットのリアルタイムカーネルの構築

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15017219
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岡田 昌史 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 講師 (60323523)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 仁彦 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (20159073)
• Keywords: 力学系 / 記号空間 / 引き込み現象 / 自己組織化マップ / ヒューマノイドロボット / 全身運動 / 脳型情報処理 / 自律運動

Research Abstract

これまで,ロボットの行動決定のための情報処理系はオートマトンやモジュールのネットワークとして記述される離散事象システムとして表現されてきた.ここでは,各ノードやモジュールが個々の処理を行い,せいぜいこれらの組み合わせの数の情報処理しか実現できない.これはフレーム問題として,実世界に対応した情報処理系の実現に向けた大きな問題となっている.これに対し,生体内における力学現象から力学系と知能の密接な関係が注目されるようになり,力学系を用いた情報処理系の設計が行われるようになってきた.本研究では,力学的情報処理系を基礎として,これを扱う記号空間の構成法を以下の二つの手法によって示す.
(1)関数空間の設計による記号空間の設計
運動を決定する運動空間のベクトル場を定める上層の空間が存在し,この中の点が力学系に従って移動することにより,運動空間でのベクトル場が連続的に変わり,ロボットの運動の生成と遷移を実現をする.1つの運動を記号空間での1点として表現し,これが時空間的に連続に動くことでロボットの運動を定める構造となっている.
(2)自己組織的にシンボルを獲得する空間の設計
自己組織化マップを用いることで,力学系を連続的に配置する機構を設計する.従来の自己組織化マップでは時系列信号を陽に扱うことは困難であったため,ここではDBSOM(Dynamics-based Self Organizing MaP)を開発し,運動の記憶と再生を可能とする記号空間を設計する.

Research Products

• [Publications] Masafumi OKADA, Yoshihiko NAKAMURA: "Design of the Continuous Symbol Space for the Intelligent Robots using the Dynamics-based Information Processing"Proc. of IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2004). (In press). (2004)
• [Publications] Masafumi OKADA, Daisuke NAKAMURA, Yoshihiko NAKAMURA: "On-line and Hierarchical Design Methods of Dynamics Based Information Processing System"Proc. of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. (CD-ROM). (2003)
• [Publications] 中村大介, 岡田昌史, 中村仁彦: "力学的情報処理に基づく自己組織的シンボル獲得モデルの設計"第4回SICEシステムインテグレーション部門講演会講演概要集. 341-342 (2003)
• [Publications] 岡田昌史, 中村仁彦: "力学的情報処理における知能ロボットの連続的記号空間の設計"第21回日本ロボット学会学術講演会予稿集. (CD-ROM). (2003)
• [Publications] 中村大介, 岡田昌史, 中村仁彦: "自己組織的にシンボルの獲得を行うロボットの力学的情報処理"第21回日本ロボット学会学術講演会予稿集. (CD-ROM). (2003)