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波動場を用いた柔構造型群ロボットの機能発現

研究課題

研究課題/領域番号 13650265
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関北海道大学

研究代表者

成瀬 継太郎 (2002-2003)  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10301938)

横井 浩史 (2001)  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90271634)

研究分担者 兪 文偉 (ユ ブンイ)  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20312390)
成瀬 継太郎  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10301938)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2003年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード波動場 / 柔構造機械 / エージェント / 強化学習 / 進化ロボティクス / 人間-機械系 / ニューラルネットワーク / アメーバロボット / 柔構造群ロボット / 流体金属ロボット / 波動場通信 / 機械学習 / 柔構造型群ロボット / 自在変型機能 / 移動ロボット / コミュニケーション / 相互通信方式
研究概要

波動場を用いた柔構造ロボットの機能発現の目的に対して,以下の結果が得られた.
(1)波動場における柔構造ロボットとしてのアメーバロボットの制御の実現:アメーバロボットは,複数のユニットを柔らかいアクチュエータで結合して作られるロボットであり,自由にその形状を変化させながら移動などを実現する.ユニット間の局所的な学習(強化学習など)と大域的な同調(非線形振動子による引き込み,カオス・ニューラル・ネットワークによるリズム獲得)により,移動を実現する機構を実現した.
(2)形態を準化させるロボットの構築:柔構造ロボットは,その構造を変化させることが可能であるため,与えられた環境において最適な形態を探索し,実現することが可能となる.動作そのものの進化と,形態と動作の同時進化のための方法論を開発し,それらが実現可能であることを示した.
(3)液体金属ロボットの移動・形態制御:前述のアメーバロボットの考え方を進めると固体ロボットだけでなく,液体のように自由に形状を変化させるロボットに到達する.液体金属の二例として水銀を対象にし,周囲の電界を変化させることにより水銀滴の移動と変形を実現した.ここでは,環境を制御することにより,対象ロボット(水銀滴)に機能(移動・変形)を実現させるという,新しい制御方式が実現された.
(4)感情を持つエージェント系:波動場における相互作用の拡張として,感情のような機能を持つエージェント系の構築を行った.感情は,非言語通信の一手法とみなすことができ,そこに波動場の考え方を導入した.結果としてエージェント群は人工社会を形成し,問題解決に応用できることを示した.
(5)パワーアシストシステム:柔構造ロボットの一例として,人間と相互作用を行うパワーアシストシステムを構築した.人間のように柔らかく,またその動作が随意的に変化する対象を含む系の制御方式を実現した.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (68件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (68件)

  • [文献書誌] H.Yokoi, T.Nagai, T.Ishida, M.Fujii, T.Iida: "Amoeba-like Robots in the Perspective of Control Architecture and Morphology/Materials"Springer-Verlag, Morpho-functional Machines : The New Species. 99-129 (2003)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 牧野, 成瀬, 横井, 嘉数: "ポテンシャル場によるエージェントの協調作業の導入に関する研究"情報処理学会論文誌,数理モデル化と応用. 44・SIG7. 69-81 (2003)

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  • [文献書誌] S.Kawai, K.Naruse, H.Yokoi, Y.Kakazu: "An analysis of human motion for control of a wearable power assist system"Journal of Robotics and Mechatronics. 16・2(CD-ROM). (2004)

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  • [文献書誌] K.Naruse, M.Kinoshita, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Group formation of emotion agents"Intelligent Engineering system Through Artificial Neural Networks. 13. 213-218 (2003)

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  • [文献書誌] K.Uehara, K.Naruse, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Evolutionary Acquisition of Behavior Using Robot Model Based on Spring-mass System"Intelligent Engineering System Through Artificial Neural Networks. 13. 517-522 (2003)

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  • [文献書誌] S.Kawai, K.Naruse, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Development of Wearable Exoskeleton Power Assist System for Lower Back Support"IEEE/RSJ International Symposium on Intelligent Robots and Systems. (CD-ROM). (2003)

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  • [文献書誌] K.Naruse, M.Kinoshita, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Group Formation of Agents with Two-dimensional Inner State and One-to-one Subjective Evaluation"IEEE International Conference on Computational Intelligence in Robotics and Automation. (CD-ROM). (2003)

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  • [文献書誌] K.Naruse, S.Kawai, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Design of Compact and lightweight wearable power assist device"2003 ASME International Mechanical Engineering Congress and R&D Expo. (CD-ROM). (2003)

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  • [文献書誌] I.Suzuki, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Emergence of Adaptive Behavior by Chaotic Neural Networks"2003 IEEE International Symposium on Computational Intelligence in Robotics and Automation. 151-156 (2003)

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  • [文献書誌] I.Suzuki, M.Fujii, K.Naruse, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Adaptive Control System for SMA-Net Robot with Chaotic Neural Networks"Intelligent Autonomous System. 8(CD-ROM). (2004)

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  • [文献書誌] N.Takahashi, W.Yu, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Amoeba Like Multi-Cell Robot Control System - Obstacle Avoidance using Distributed Pattern Generator"Intelligent Autonomous System. 8(CD-ROM). (2004)

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  • [文献書誌] N.Takahashi, W.Yu, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Multi-cell Robot Control System using Amoeboid Self-organization Model"Proc.of the 4th International Workshop on Emergent Synthesis. 189-194 (2002)

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  • [文献書誌] Y.Shigeta, H.Yokoi, Y.Kakazu: "A Study on Farmer Model Using the Variability Idiotype"Proc.of the 4th International Workshop on Emergent Synthesis. 63-68 (2002)

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  • [文献書誌] Y.Shigeta, H.Yokoi, Y.Kakazu: "A Study of Rule Ssystem Based on Artificali Immune System"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. 12. 193-198 (2002)

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  • [文献書誌] T.Iida, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Morphogenesis Machine Based on Magneto-Hydro-Dynamics for Liquid Metal"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. 12. 895-900 (2002)

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  • [文献書誌] R.Hayasaka, H.Yokoi, Y.Kakazu: "A Study on Movement Analysis of Symmetric Body Robot"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. 12. 841-846 (2002)

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  • [文献書誌] T.Ishioka, H.Yokoi, Y.Kakazu: "A Study on Behavior Substitution for the Robustness of Distributed Autonomous System"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. 12. 51-56 (2002)

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  • [文献書誌] H.Yokoi, T.Nagai, T.Ishida, M.Fujii, T.Iida, W.Yu, et al.: "Amoeba-like robots in the perspective of control architecture and morphology/materials"International Workshop on Morpho-functional Machines. 136-164 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Yu, H.Yokoi, D.Iijima, Y.Kakazu: "Learning of adaptive behaviors in an autonomous distributed swimming machine"International Workshop on Morpho-functional Machines. 194-221 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Yu, H.Yokoi, Yukinori Kakazu: "Chaotic Information Maximization for Blind Source Separation"Proc.of the Sixth International Symposium on Artificial Life and Robotics. 184-191 (2001)

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  • [文献書誌] T.Ishida, T.Iida, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Magneto-Hydro-Dynamics driven Liquid Metal Mobile Object"Preprints of the Fourth IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles. 302-307 (2001)

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  • [文献書誌] W.Yu, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Approach to amoeba-like robot"Journal of RSJ. vol.19, No.7. 43-49 (2001)

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  • [文献書誌] W.Yu, H.Yokoi, Y.Kakazu: "A Study on State Grouping and opportunity Evaluation for Reinforcement Learning Methods(in Japanese)"Smart Engineering System Design. Vol.3. 29-49 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Takahashi, T.Nagai, H.Yokoi, K.Kakazu: "Control System of Flexible Structure Multi-cell Robot Using Amoeboid Self-Organization Mode"ECAL 2001, LNAI 2159(edited by J.Kelemen and P.Sosic)(Springer). 563-572 (2001)

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  • [文献書誌] T.Makino, K.Naruse, H.Yokoi, Y.Kakazu: "A Study On Using potential Field for Multiple Agent Cooperative Operations (in Japanese)"Journal of IPSJ. vol.44, no.SIG7. 69-81 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yokoi, T.Nagai, T.Ishida, M.Fujii, T.Iida: "Amoeba-like Robots in the Perspective of Control Architecture and Morphology/Maternal"Morpho-functional Machines : The New Species(Springer-Verlag). 99-129 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kawai, K.Naruse, H.Yokoi, Y.Kakazu: "An analysis of human motion for control of a wearable power assist system"Journal of Robotics and Mechatronics. vol.16, no.2. (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yokoi, T.Nagai, T.Ishida, M.Fujii, T.Iida, W.Yu, Y.Kakazu: "Amoeba-like robots in the perspective of control architecture and morphology/materials"Proc.of International Workshop on Morpho-functional Machines, Shaping embodied machine intelligence. 136-164 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Yu, H.Yokoi, D.Iijima, Y.Kakazu: "Learning of adaptive behaviors in an autonomous distributed swimming machine"Proc.of International Workshop on Morpho-functional Machines, Shaping embodied machine intelligence. 194-221 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Yu, H.Yokoi, Yukinorin Kakazu: "Chaotiuc Information Maximization for Blind Source Separation"Proc.of the Sixth International Symposium on Artificial Life and Robotics. 184-191 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ishida, T.Iida, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Magneto-Hydro-Dynamics driven Liquid Metal Mobile Object"Preprints of the Fourth IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles. 302-307 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Takahashi, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Multi-cell Robot Control system using Amoeboid Self-organization Model"Proc.of the 4th International Workshop on Emergent Synthesis. 189-194 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Shigeta, H.Yokoi, Y.Kakazu: "A Study on Farmer Model Using the Variability Idiotype"Proc.of the 4th International Workshop on Emergent Synthesis. 63-68 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Shigeta, H.Yokoi, Y.Kakazu: "A study of Rule System Based on Artificial Immune System"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. vol.12. 193-198 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Iida, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Morphogenesis Machine Based on Magneto-Hydro-Dynamics for Liquid Metal"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. vol.12. 895-900 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Hayasaka, H.Yokoi, Y.Kakazu: "A Study on Movement Analysis of Symmetric Body Robot"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. vol.12. 841-846 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ishioka, H.Yokoi, Y.Kakazu: "A Study on Behavior Substitution for the Robustness of Distributed Autonomous System"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. vol.12. 51-56 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yokoi, T.Nagai, T.Ishida.M.Fujii, T.Iida: "Amoeba-like Robots in the Perspective of Control Architecture and Morphology/Materials"Morpho-functional Machines : The New species(Springer-Verlag). 99-129 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Naruse, M.Kinoshita, H.Yotoi, Y.Kakazu: "Group formation of emotion agents"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. vol.13. 213-218 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Uehara, K.Naruse, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Evolutionary Acquisition of Behavior Using Robot Model Based on Spring-mass System"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. vol.13. 517-522 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Narusc, S.Kawai, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Design of Compact and lightweight wearable power assist device"Proc.of IMECE 2003. (CD-ROM). (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Narusc, S.Kawai, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Development of wearable Exoskeleton Power Assist System for Lower Back Support"Proc.of IROS 2003. (CD-ROM). (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Naruse, M.Kinoshita, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Group Formation of Agents with Two-dimensional Inner State and One-to-one Subjective Evaluation"Proc.of IROS 2003. (CD-ROM). (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Arieta, W.Yu, M.Maruishi, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Integration of a Multi-D.O.F., Individual Adaptable with Tactile Feedback for an EMG Prosthetic System"Proc.of The 8th Conference on Intelligent Autonomous System. (CD-ROM). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Takahashi.W.Yu, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Amoeba Like Multi-Cell Robot Control System-Obstacle Avoidance using Distributed pattern Generator"Proc.of The 8th Conference on Intelligent Autonomous System. (CD-ROM). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Suzuki, M.Fujii, K.Naruse.H.Yokoi, Y.Kakazu: "Adaptive control System for SMA-Net Robot with Chaotic Neural Networks"Proc.of The 8th Conference on Intelligent Autonomous System. (CD-ROM). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yokoi, T.Nagai, T.Ishida, M.Fujii, T.Iida: "Amoeba-like Robots in the Perspective of Control Architecture and Morphology/Materials"Springer-Verlag, Morpho-functional Machines : The New Species. 99-129 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 牧野, 成瀬, 横井, 嘉数: "ポテンシャル場によるエージェントの協調作業の導入に関する研究"情報処理学会論文誌,数理モデル化と応用. 44・SIG7. 69-81 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kawai, K.Naruse, H.Yokoi, Y.Kakazu: "An analysis of human motion for control of a wearable power assist system"Journal of Robotics and Mechatronics. 16・2. (2004)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Naruse, M.Kinoshita, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Group formation of emotion agents"Intelligent Engineering System Through Artificial Neural Networks. 13. 213-218 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Uehara, K.Naruse, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Evolutionary Acquisition of Behavior Using Robot Model Based on Spring-mass System"Intelligent Engineering System Through Artificial Neural Networks. 13. 517-522 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kawai, K.Naruse, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Development of Wearable Exoskeleton Power Assist System for Lower Back Support"IEEE/RSJ International Symposium on Intelligent Robots and Systems. (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Naruse, M.Kinoshita, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Group Formation of Agents with Two-dimensional Inner State and One-to-one Subjective Evaluation"IEEE International Conference on Computational Intelligence in Robotics and Automation. (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Naruse, S.Kawai, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Design of Compact and Lightweight wearable power assist device"2003 ASME International Mechanical Engineering Congress and R&D Expo. (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] I.Suzuki, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Emergence of Adaptive Behavior by Chaotic Neural Networks"2003 IEEE International Symposium on Computational Intelligence in Robotics and Automation. 151-156 (2003)

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  • [文献書誌] I.Suzuki, M.Fujii, K.Naruse, H.Yokoi, Y.Kakazu: "Adaptive Control System for SMA-Net Robot with Chaotic Neural Networks"Intelligent Autonomous System. 8. (2004)

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  • [文献書誌] N.Takahashi: "Multi-cell Robot Control System using Amoeboid Self-organization Model"Proc. of the 4th International Workshop on Emergent Synthesis. 189-194 (2002)

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  • [文献書誌] Y.Shigeta, H.Yokoi, Y.Kakazu: "A Study on Farmer Model Using the Variability Idiotype"Proc. of the 4th International Workshop on Emergent Synthesis. 63-68 (2002)

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  • [文献書誌] Y.Shigeta: "A Study of Rule System Based on Artificali Immune System"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. 12. 193-198 (2002)

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  • [文献書誌] Takayuki Iida: "Morphogenesis Machine Based on Magneto-Hydro-Dynamics for Liquid Metal"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. 12. 895-900 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takuya Ishioka: "A Study on Behavior Substitution for the Robustness of Distributed Autonomous System"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. 12. 51-56 (2002)

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  • [文献書誌] Hiroshi Yokoi: "Overview of Morph-Functional Machine Project"National Defense Academy Japan, Proceedings of The Fourth Japan-Australia Joint Workshop on Intelligent and Evolutionary Systems. ISBN0731705041. 1-1 (2000)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 嘉数侑昇, 横井浩史, 兪文偉, 成瀬継太郎: "アメーバ状ロボットへのアプローチ"マイクロメカトロニクス・ソフトメカニクス公開シンポジウム. 149-160 (2001)

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  • [文献書誌] 嘉数侑昇, 横井浩史, 兪文偉: "アメーバ状ロボットへのアプローチ"日本ロボット学会誌. Vol.19,No.7. 43-49 (2001)

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  • [文献書誌] Wenwei Yu, Hiroshi Yokoi, Daisuke Iijima, Yukinori Kakazu: "Learning of adaptive behaviors in an autonomous distributed swimming machine"International Workshop on Morpho-functional Machines, Shaping embodied machine intelligence. 194-221 (2001)

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  • [文献書誌] Wenwei Yu, Hiroshi Yokoi, Yukinori Kakazu: "Chaotic Information Maximization for Blind Source Separation"Proceedings of the Sixth International Symposium on Artificial Life and Robotics. 184-191 (2001)

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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