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普遍的性質の発見による汎化能力の獲得と学習による状態行動空間の分化(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0015
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 知能情報学
研究機関法政大学

研究代表者

伊藤 一之  法政大学, 理工学部, 教授 (90346411)

研究協力者 ロシター ジョナサン  ブリストル大学, ブリストルロボット研究所, 教授
研究期間 (年度) 2016 – 2018
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワード知能ロボット / ソフトロボット / 汎化 / 強化学習 / 多脚ロボット / インフラ点検 / 災害対応 / 柔軟ロボット / 発見 / 学習 / タコ型マニピュレータ / レスキューロボット
研究成果の概要

本研究では,「汎化機能を実現しているものは,学習により得られる内部モデルではなく,実世界に最初から存在している普遍的性質である」との仮説をたて,この「実世界の普遍的性質を利用した適応的な振る舞いの生成」について検討した.また,その一例として,シリコンゴムにより構成された柔軟な身体を持つ多脚型ロボットを開発し,環境に合わせて異なる移動パターンを強化学習により自律的に獲得可能であることを示した.さらに,この強化学習で獲得された政策は,他の類似した環境に対して追学習を行うことなくそのまま適用することが可能であることを示し,提案手法により,強化学習の政策を汎化することが可能であることを確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の「汎化とは多数の情報や経験を統計的に処理して共通の性質を抜き出すこと」という枠組みに対する対案として,「実世界の性質を利用して様々な状況に適応可能な身体を構成すること」という新しい枠組みを提案した点において学術的意義は大きい.
また,実際のロボットを用いてその有用性を検証しており,この技術は,今後,災害対応や,インフラ点検,農林業など,複雑な未知環境で働くロボットを実現する上での基礎となり,社会的貢献も大きいと考えられる.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 14件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ブリストル大学(英国)2016

    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] TAOYAKA-III: A Six-Legged Robot Capable of Climbing Various Columnar Objects2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Ito, Ryushi Aoyagi, Yoshihiro Homma
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 31 号: 1 ページ: 78-87

    • DOI

      10.20965/jrm.2019.p0078

    • NAID

      130007601799

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2019-02-20
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 支援物資の継続的な供給を目指した災害対応システムの提案 -アリの反応閾値モデルを基にした自律分散型システム-2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤祐亮, 岩津智士, 伊藤一之
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 31 号: 1 ページ: 586-591

    • DOI

      10.3156/jsoft.31.1_586

    • NAID

      130007591582

    • ISSN
      1347-7986, 1881-7203
    • 年月日
      2019-02-15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Semi-Autonomous Multi-Legged Robot with Suckers to Climb a Wall2018

    • 著者名/発表者名
      Saito Asuki、Nagayama Kazuki、Ito Kazuyuki、Oomichi Takeo、Ashizawa Satoshi、Matsuno Fumitoshi
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 30 号: 1 ページ: 24-32

    • DOI

      10.20965/jrm.2018.p0024

    • NAID

      130007498647

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2018-02-20
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 三次元環境を移動可能な多脚型ロボット2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤明日希, 永山和樹, 本間義大, 青柳龍志, 伊藤一之, 大道武生, 芦澤怜史, 松野文俊
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 54 号: 9 ページ: 695-704

    • DOI

      10.9746/sicetr.54.695

    • NAID

      130007485443

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flexible manipulator inspired by octopus: development of soft arms using sponge and experiment for grasping various objects2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Ito, Shunsuke Hagimori
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 1 号: 3 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1007/s10015-017-0360-7

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Semicircular duplex manipulator for rescue operation: size and weight reduction2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Ito, Soichiro Kimura
    • 雑誌名

      Int. J. Advanced Mechatronic Systems

      巻: 7-2 号: 2 ページ: 104-113

    • DOI

      10.1504/ijamechs.2016.082628

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A control law for vehicle merging inspired by dragonfly behavior2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Ito, Naoyuki Sakuraba, Kei Yamaguchi
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 1 号: 2 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1007/s10015-016-0342-1

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Flexible manipulator inspired by Octopi: Comparative study of pushing and pulling mechanisms in realizing intelligent behavior2019

    • 著者名/発表者名
      T. Mukai, K. Ito
    • 学会等名
      The Twenty-Forth International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] URARAKA IV: Multi-Legged Robot with Suckers to Climb a Wall - Autonomous climbing and recovery from miss-adsorption -2018

    • 著者名/発表者名
      M. Okino, K. Nagayama, K. Ito, T. Oomichi, S. Ashizawa, F. Matsuno
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generalization ability of a soft robot in reinforcement learning: Applization to a soft climbing robot TAOYAKA-S II2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ito, Y. Homma, R. Aoyagi
    • 学会等名
      The Workshops sessions at the 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] URARAKA IV: Multi-Legged Robot with Suckers - Moving on ceiling -2018

    • 著者名/発表者名
      M. Okino, K. Nagayama, K. Ito, T. Oomichi, S. Ashizawa, F. Matsuno
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TAOYAKA-S: The soft six-legged robot climbing columnar object2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ito, Y. Homma, R. Aoyagi, J. Rossiter
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Perception of aperture based on average distance among objects -Development of a simulator to examine the validity of the proposed hypothesis2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Takahashi, Kazuyuki Ito
    • 学会等名
      The 2018 International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adaptive switching mechanism of leg stiffness for multi-legged robot2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Aihara, Kazuyuki Ito
    • 学会等名
      The 2018 International Electrical Engineering Congress
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強化学習による冗長ロボットの制御 -状態・行動空間の汎化における実世界の果たす役割-2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤一之
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      名城大学,(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Perception using properties of the real world -Task to distinguish objects in cans-2017

    • 著者名/発表者名
      Yuzo Chojin, Kazuyuki Ito
    • 学会等名
      International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • 発表場所
      Beppu, Oita
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-Legged Robot with Suckers to Climb a Wall -Autonomous Control using Passivity-2017

    • 著者名/発表者名
      Asuki Saito, Kazuki Nagayama, Kazuyuki Ito, Takeo Oomchi, Satoshi Ashizawa, and Fumitoshi Matsuno
    • 学会等名
      The 2017 International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Four-legged robot capable of moving in a three-dimensional environment -Developing a robot capable of climbing unknown columnar objects -2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Homma, Ryushi Aoyagi, Kazuyuki Ito, Fumitoshi Matsuno
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Six-legged robot capable of climbing various columnar objects2017

    • 著者名/発表者名
      Ryushi Aoyagi, Yoshihiro Homma, Kazuyuki Ito
    • 学会等名
      The 2017 International Conference on Advanced Mechatronic Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三次元環境を移動可能な吸盤6脚ロボット2017

    • 著者名/発表者名
      永山和樹, 齋藤明日希, 伊藤一之, 大道武生, 芦澤怜史, 松野文俊
    • 学会等名
      第8回横幹連合コンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 三次元環境を移動可能な多脚型ロボット2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤 明日希,永山 和樹,本間 義大,青栁 龍志,佐藤 雄治,伊藤 一之,大道 武生,芦澤 怜史,松野 文俊
    • 学会等名
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Path Generation Algorithm for Search and Rescue Robots Based on insect Behavior -Parameter Optimization for a Real Robot-2016

    • 著者名/発表者名
      Taishi Takeda, Kazuyuki Ito, Fumitoshi Matsuno
    • 学会等名
      International Symposium on Safety, Security, and Rescue Robotics
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2016-10-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fundamental Problem of Reinforcement Learning2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Ito
    • 学会等名
      Seminar Series in Soft Robotics, Bristol Univ.
    • 発表場所
      Bristol University, UK
    • 年月日
      2016-09-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Semi-Autonoumous Modular Robot for Maintenance and Inspection2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Sato, Kazuyuki Ito
    • 学会等名
      International Conference on Autonomic and Autonomous Systems
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三次元環境を半自律移動可能な多脚型ロボット -壁面に対応可能な吸盤脚の提案-2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤明日希, 永山和樹, 伊藤一之, 大道武生, 芦澤怜史, 松野文俊
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 三次元環境を半自律移動可能な多脚型ロボット -多様な形状のパイプへ対応可能な柔軟脚の提案-2016

    • 著者名/発表者名
      青栁龍志,本間義大,伊藤一之,松野文俊
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 三次元環境を半自律移動可能な多脚型ロボット -瓦礫環境へ対応可能な柔軟構造の提案-2016

    • 著者名/発表者名
      鏑木彩加, 林健太郎, 伊藤一之, 松野文俊
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Acquisition of the arm behavior to utilize properties of the real world -Task to distinguish objects in cans-2016

    • 著者名/発表者名
      Yuzo Chojin, Kazuyuki Ito
    • 学会等名
      International Conference on Control, Automation and Robotics
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 年月日
      2016-04-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 実装 強化学習2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤一之
    • 総ページ数
      164
    • 出版者
      株式会社オーム社
    • ISBN
      9784274222870
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Intelligent Robotics Laboratory,Hosei University

    • URL

      https://www.youtube.com/channel/UCFLo1SPFfPIIRbfKDWYtTVA

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-10-04   更新日: 2020-03-30  

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