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2012 Fiscal Year Annual Research Report

身体運動と言語を統一した人間・機械コミュニケーションの成立

Research Project

Project/Area Number 20220001
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

中村 仁彦  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (20159073)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高野 渉  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 講師 (30512090)
神永 拓  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (90571571)
Project Period (FY) 2008-05-12 – 2013-03-31
Keywords知能ロボット / 統計推論 / 自然言語処理 / 脳型情報処理 / 身体感覚 / ヒューマノイドロボット / コミュニケーション
Research Abstract

本研究では、①人間の身体運動の形態素(運動パターン記号)からなるデータベースの構築、②深部の身体感覚情報を推定するための計算法の開発、③身体運動データベースに基づく自己と他者の関係を扱うデータベースの構築、④自然言語と身体運動を統合して推論できる統計的情報処理技術の開発、⑤日常において普通の人が直感的に関わることできるヒューマノイドロボットの開発、の研究を行ってきた。平成24年度の研究成果を以下にまとめる。
①(身体運動コーパスの構築)身体を拘束しない自然な計測による人間の日常動作データの取得を行う方法を構築した。データを取得し成長する身体運動コーパスを完成させた。
②(人間の深部身体感覚の推定とその構造化)詳細筋モデルでの筋活動推定の高速アルゴリズムを実装したリアルタイム計算のアルゴリズムとそのソフトウェアを開発した。データベースによって推定された筋活動度を用いて筋張力の最適化を行う方法の実装と評価を行い、有効性を確認した。
③(自己とモノ,自己と他者の間の関係性コーパスの構築)自己=モノの関係と、自己と他者の関係を組み込んだ行動連想システムの開発を行った。状況や環境による運動の文脈を表現するロボットと人間のコミュニケーションの情報基盤を確立した。
④(自然言語の情報処理と身体運動の情報処理の融合)発話自然言語の入力方法を検討し、効率的に日常的な身体運動と言語入力を行い、言語的推論するシステムを開発した。
⑤(自然言語と身体感覚でコミュニケーションするヒューマノイドの開発)上記各項目で開発した技術をヒューマノイドHRP-4に統合し、人間とロボットのコミュニケーションの実証実感を行った。ロボットが、人間の行動パターンや身体感覚を推定しながら、身振りや自然言語でコミュニケーションするマン・マシーン・インタフェイスの有効性と実用性を明らかにした。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (38 results)

All 2012 Other

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (20 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] 身体運動と言語を結ぶロボットの統計的情報処理2012

    • Author(s)
      高野渉,鮎澤光,濱野聖也,梅澤慶介,中村仁 彦
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌

      Volume: Vol.30, No.7 Pages: 12-21

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 運動の認識・生成計算の再帰的情報処理を通じた群集をすり抜けるヒューマノイドロボット2012

    • Author(s)
      高野渉
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: Vol.53, No.11 Pages: 2466-2476

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ヒューマノイドロボットの知能の設計~身体運動の記号化から自然言語への展 開~(解説記事)2012

    • Author(s)
      高野渉
    • Journal Title

      人工知能学会誌

      Volume: Vol.27, No.6 Pages: 587-593

  • [Journal Article] Recovery of 3 Dimensional Human Whole Body Motion from a Monocular Image Sequence by Using Human Behavior Database2012

    • Author(s)
      Wataru Takano
    • Journal Title

      Proc. of 2nd IFToMM Asian Conference on Mechanism and Machine Science, Tokyo Institute of Technology, Tokyo

      Volume: 1 Pages: ID74

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bigram-Based Natural Language Model and Statistical Motion Symbol Model for Scalable Language of Humanoid Robots2012

    • Author(s)
      Wataru Takano
    • Journal Title

      Proc. of IEEE International Conference on Robotics and Automation, Saint Paul, MN, USA

      Volume: 1 Pages: 1232-1237

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fast Inverse Kinematics Algorithm for Large DOF System with Decomposed Gradient Computation Based on Recursive Formulation of Equilibrium2012

    • Author(s)
      K. Ayusawa
    • Journal Title

      Proc. of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Vilamoura, Algarve, Portugal

      Volume: 1 Pages: 3447-3452

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modeling of the human musculo-skeletal system2012

    • Author(s)
      Q.-C. Pham
    • Journal Title

      Proc. of IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, Seoul, Korea

      Volume: 1 Pages: ID-1069

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Muscle Activity Estimation Based on Inverse Dynamics and Muscle Stress Analysis by Finite Element Method2012

    • Author(s)
      K. Hirasawa
    • Journal Title

      Proc. of CISM-IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics, and Control, Paris, France

      Volume: 1 Pages: 333-340

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Balancing anatomy and function in a musculoskeletal model of hands2012

    • Author(s)
      B. Aaron
    • Journal Title

      Proc. of IEEE International Conference on Robotics and Automation, , Saint Paul, MN, USA

      Volume: 1 Pages: 5130-5135

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Viscous Pump for Highly Backdrivable Electro-Hydrostatic Actuator2012

    • Author(s)
      Hiroshi Kaminaga
    • Journal Title

      Proc. of IEEE International Conference of Robotics and Automation, Saint Paul, MN, USA

      Volume: 1 Pages: 3751-3756

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analytical Realtime Pattern Generation for Trajectory Modification and Foot-Step Replanning of Humanoid Robots2012

    • Author(s)
      Carlos Santacruz
    • Journal Title

      Proc. of IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, Vilamoura, Algarve, Portugal

      Volume: 1 Pages: 2095-2100

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Planning aggressive dynamically-stable motions for humanoid robots by time-optimal path parameterization2012

    • Author(s)
      Q.-C. Pham
    • Journal Title

      Proc. of IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots, Osaka, Japan

      Volume: 1 Pages: 165-170

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On the structural identifiability of joint parameters from motion capture data2012

    • Author(s)
      Q.-C. Pham
    • Journal Title

      Proc. of IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics, Seoul, Korea

      Volume: 1 Pages: 1586-1591

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Affine trajectory deformation for redundant manipulators2012

    • Author(s)
      Q.-C. Pham
    • Journal Title

      Robotics : Science and Systems, Sydney, Australia

      Volume: 1 Pages: ID166

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regularity properties and deformation of wheeled robots trajectories2012

    • Author(s)
      Q.-C. Pham
    • Journal Title

      Proc. of IEEE International Conference on Robotics and Automation, Saint Paul, MN, USA

      Volume: 1 Pages: 3212-3217

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 身体形状情報を用いた個人筋骨格モデルのための幾何および質量パラメータの同時同定手法2012

    • Author(s)
      池上洋介
    • Organizer
      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、北海道
    • Year and Date
      20120917-20120920
  • [Presentation] 時系列データからの人体骨格運動学パラメータの同定法2012

    • Author(s)
      久保田奏
    • Organizer
      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、北海道
    • Year and Date
      20120917-20120920
  • [Presentation] 大自由度詳細筋骨格モデルを用いた実時間筋張力可視化シス テム2012

    • Author(s)
      鮎澤光
    • Organizer
      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、北海道
    • Year and Date
      20120917-20120920
  • [Presentation] 筋骨格モーフィングによる個別人体モデルの構築2012

    • Author(s)
      吉松昭洋
    • Organizer
      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、北海道
    • Year and Date
      20120917-20120920
  • [Presentation] 身体運動の記号化と大規模自然言語コーパスを統合する統計的情報処理2012

    • Author(s)
      高野渉
    • Organizer
      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、北海道
    • Year and Date
      20120917-20120920
  • [Presentation] HMMが探索誘導するRRT法とそのヒューマノイドロボ ットの運動計画への応用2012

    • Author(s)
      森谷敏雄
    • Organizer
      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、北海道
    • Year and Date
      20120916-20120920
  • [Presentation] 3D Object Recognition with Random Forests from Low Quality Training Data2012

    • Author(s)
      Risto Kaijaluoto
    • Organizer
      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、北海道
    • Year and Date
      20120916-20120920
  • [Presentation] 接地状況を考慮した解剖学的神経筋ネットワークに基づく体性反射歩行コントローラの構築2012

    • Author(s)
      村井昭彦
    • Organizer
      第6回Motor Control研究会
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター、愛知県
    • Year and Date
      20120621-20120623
  • [Presentation] エネルギ蓄積のための差動アキュムレータを備えた電気静油圧アクチュエータ2012

    • Author(s)
      神永拓
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松、静岡
    • Year and Date
      20120527-20120529
  • [Presentation] 電気静油圧リンク系の力伝達構造に基づく受動的安定化制御2012

    • Author(s)
      田中宏和
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松、静岡
    • Year and Date
      20120527-20120529
  • [Presentation] 二関節筋型電気静油圧アクチュエータを用いた関節の冗長駆動2012

    • Author(s)
      大月智史
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松、静岡
    • Year and Date
      20120527-20120529
  • [Presentation] 高剛性トルクエンコーダを用いた電気静油圧駆動関節の高感度低インピーダンス制御2012

    • Author(s)
      小田中浩平
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松、静岡
    • Year and Date
      20120527-20120529
  • [Presentation] 被験者毎の幾何パラメータと力学パラメータをもつ筋骨格モデルの生成法2012

    • Author(s)
      池上洋介
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松、静岡
    • Year and Date
      20120527-20120529
  • [Presentation] 単視点画像のモーメント特徴量に基づいた人体の逆運動学解法2012

    • Author(s)
      中川裕太
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松、静岡
    • Year and Date
      20120527-20120529
  • [Presentation] 筋毎に並列化された平衡方程式をもつ有限要素法解析による筋活動動力学推定法2012

    • Author(s)
      平澤謙章
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松、静岡
    • Year and Date
      20120527-20120529
  • [Presentation] 勾配計算分解に基づく高速最適化による運動時系列からの全身幾何定数と逆運動学の同時解法2012

    • Author(s)
      鮎澤光
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松、静岡
    • Year and Date
      20120527-20120529
  • [Presentation] 関節位置座標同定と骨格への写像による個人骨格モデルの生成手法2012

    • Author(s)
      久保田奏
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松、静岡
    • Year and Date
      20120527-20120529
  • [Presentation] 大規模自然言語資源を利用した運動と言語の記号体系の構築2012

    • Author(s)
      濱野聖也
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松、静岡
    • Year and Date
      20120527-20120529
  • [Presentation] 2次元映像から3次元身体運動の連想を可能とする大規模運動データベースの設計2012

    • Author(s)
      高野渉
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松、静岡
    • Year and Date
      20120527-20120529
  • [Presentation] 教師なし二分木生成と教師あり線形判別学習を併用するリアルタイム統計的行動認識法2012

    • Author(s)
      梅澤慶介
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松、静岡
    • Year and Date
      20120527-20120529
  • [Remarks] 東京大学 情報理工学系研究科 知能機械情報学専攻 中村研究室

    • URL

      http://www.ynl.t.u-tokyo.ac.jp/index-j.html

  • [Remarks] 科学研究費補助金 基盤研究(S)2008-2013

    • URL

      http://www.ynl.t.u-tokyo.ac.jp/project/kibanS2008-2013-j.php

  • [Remarks] Yoshihiko Nakamura's Blog

    • URL

      http://roboticsnakamura.wordpress.com/

URL: 

Published: 2014-07-24  

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