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昆虫の視覚制御運動に学んだ小型飛行ロボットによる屋内探索

研究課題

研究課題/領域番号 15K16073
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知能ロボティクス
研究機関大阪工業大学 (2016-2018)
大阪大学 (2015)

研究代表者

奥野 弘嗣  大阪工業大学, 情報科学部, 講師 (30531587)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード視覚情報処理 / 神経 / 昆虫 / ドローン / 飛行ロボット / 神経模倣 / 知能ロボット
研究成果の概要

本研究では,昆虫の視覚系に学んでオプティカルフロー(OF)パターンを識別することにより,小型飛行体の自己運動の推定を行うアルゴリズムを考案した.また,このアルゴリズムを,主にCMOSイメージセンサとFPGAからなる小型の回路システムに実装し,実際にこのシステムに運動を加えることにより,考案したアルゴリズムが適切に機能するかを検証した.結果,実際の自己運動の推定も適切に行えることを確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で取り組んだような動画像処理を,従来のコンピュータを用いてドローンの制御が行える速度で行うことは容易ではない.本研究では,このような処理を効率よく行っている視覚神経系のアルゴリズムとアーキテクチャを手本として,ディジタル回路を用いて視覚情報を並列に処理することにより,実用的かつ低消費電力なシステムを実現した.この成果は,小型・高速・低消費電力なシステムでの画像処理を必要とする他の応用でも生かすことができる.

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] National Tsing Hua University(台湾)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 網膜・視覚野に学んだシステム作り2018

    • 著者名/発表者名
      奥野弘嗣
    • 雑誌名

      第62回システム制御情報学会 研究発表講演会 講演論文集

      巻: NA ページ: 7-12

    • NAID

      40021552813

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 初期視覚系に学んだ色恒常性を持つイメージセンサシステム2018

    • 著者名/発表者名
      三阪健人,奥野弘嗣
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 講演論文集

      巻: NA

    • NAID

      130007551821

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 複数の空間周波数情報を用いた脳模倣型両眼視差検出システム2018

    • 著者名/発表者名
      梶原弘翔,奥野弘嗣
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 講演論文集

      巻: NA

    • NAID

      130007551817

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Retinal circuit emulator with spatio-temporal spike outputs at milliseconds resolution in response to visual events2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hayashida, Yuka Kudo, Ryoya Ishida, Hirotsugu Okuno, Tetsuya Yagi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on biomedical circuits and systems

      巻: 11 号: 3 ページ: 597-611

    • DOI

      10.1109/tbcas.2017.2662659

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time object tracking based on scale-invariant features employing bio-inspired hardware2016

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Yasukawa, Hirotsugu Okuno, Kazuo Ishii, Tetsuya Yagi
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 81 ページ: 29-38

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2016.05.002

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A retino-morphic hardware system simulating the graded and action potentials in retinal neuronal layers2016

    • 著者名/発表者名
      Yuka Kudo, Yuki Hayashida, Ryoya Ishida, Hirotsugu Okuno, Tetsuya Yagi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 9948 ページ: 326-333

    • DOI

      10.1007/978-3-319-46672-9_37

    • ISBN
      9783319466712, 9783319466729
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 昆虫視覚系の運動検出モデルに学んだ小型自律飛行体のための自己運動推定システム2016

    • 著者名/発表者名
      常川尚汰,上野冬貴,石井和男,八木哲也,奥野弘嗣
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: 115 ページ: 33-38

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 人工小脳のFPGA実装2019

    • 著者名/発表者名
      進士裕介,奥野弘嗣,平田 豊
    • 学会等名
      空間認知と運動制御研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 網膜・視覚野に学んだシステム作り2018

    • 著者名/発表者名
      奥野弘嗣
    • 学会等名
      システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 初期視覚系に学んだ色恒常性を持つイメージセンサシステム2018

    • 著者名/発表者名
      三阪健人,奥野弘嗣
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 複数の空間周波数情報を用いた脳模倣型両眼視差検出システム2018

    • 著者名/発表者名
      梶原弘翔,奥野弘嗣
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A hardware simulator of visual nervous systems utilizing a silicon retina and SpiNNaker chips2017

    • 著者名/発表者名
      Hirotsugu Okuno
    • 学会等名
      Workshop on Brain-inspired Hardware
    • 発表場所
      産業技術総合研究所臨海副都心センター,東京都
    • 年月日
      2017-03-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 初期視覚系における情報処理の回路実装とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      奥野弘嗣
    • 学会等名
      共同プロジェクト研究会「新規固体デバイス・回路を用いた脳型コンピューティングに関する研究」(東北大学電気通信研究所)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 神経に学んだ視覚情報処理システム2016

    • 著者名/発表者名
      奥野弘嗣
    • 学会等名
      精密工学会-第70回超精密加工専門委員会
    • 発表場所
      メルパルク大阪,大阪府大阪市
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Computing ego-motion of a small UAV with image processing inspired by the visual neuronal circuit of insect2016

    • 著者名/発表者名
      Shota Tsunekawa1, Fuyuki Ueno, Kazuo Ishii, Tetsuya Yagi, Hirotsugu Okuno
    • 学会等名
      計測自動制御学会 ライフエンジニアリング部門シンポジウム2016
    • 発表場所
      大阪国際交流センター,大阪府大阪市
    • 年月日
      2016-11-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型飛行ロボット制御のための昆虫に学んだ視覚システム2016

    • 著者名/発表者名
      奥野弘嗣
    • 学会等名
      人工知能の応用範囲を拓く超高速・低消費電力ハードウェア技術
    • 発表場所
      航空会館,東京都
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A retino-morphic hardware system simulating the graded and action potentials in retinal neuronal layers2016

    • 著者名/発表者名
      Yuka Kudo, Yuki Hayashida, Ryoya Ishida, Hirotsugu Okuno, Tetsuya Yagi
    • 学会等名
      International Conference on Neural Information Processing
    • 発表場所
      京都大学,京都府京都市
    • 年月日
      2016-10-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 昆虫視覚系の運動検出モデルに学んだ小型自律飛行体のための自己運動推定システム2016

    • 著者名/発表者名
      常川尚汰,上野冬貴,石井和男,八木哲也,奥野弘嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 発表場所
      北九州学術研究都市
    • 年月日
      2016-01-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] SpiNNaker2015

    • 著者名/発表者名
      奥野弘嗣
    • 学会等名
      日本神経回路学会全国大会
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A wearable phosphene vision simulator for cortical visual prosthesis2015

    • 著者名/発表者名
      奥野弘嗣
    • 学会等名
      Asia-Pacific Summer School on Bio-inspired System and Prosthetic Device
    • 発表場所
      National Dong Hwa University (Hualien, Taiwan)
    • 年月日
      2015-08-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シリコン網膜とSpiNNakerを用いたハードウェア初期視覚エミュレータ2015

    • 著者名/発表者名
      奥野弘嗣
    • 学会等名
      ブレインウェア研究会
    • 発表場所
      東北大学電気通信研究所
    • 年月日
      2015-04-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-08-19  

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