• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

身体性共有と神経情報処理マッピングによる臨機応変な物体操作実現法

研究課題

研究課題/領域番号 18H04108
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

國吉 康夫  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (10333444)

研究分担者 長久保 晶彦  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (00357617)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円)
2020年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2019年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2018年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
キーワードロボティクス / 身体性 / 遠隔操作 / 深層模倣学習 / 視線計測 / 神経情報計測 / バーチャルリアリティ
研究成果の概要

深層模倣学習は、視覚を用いた物体操作を可能とするが、過学習の問題、特に無関係の情報の影響を受けやすいという問題がある。我々は、人がロボットを遠隔操縦する際の視線情報を計測するプラットフォームを開発した。人の視線情報を深層模倣学習と組み合わせることで、タスクに無関係な情報に対してロバストな物体操作を実現することができる。Mixture density networkを用いて視線位置を再現し、その周辺の画像を切り出し、モータ出力の計算を行った。タスクに必要な情報を集中的に処理することで、針の糸通しやバナナの皮むきの際に臨機応変に状況判断することが可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、自律ロボットの物体操作能力の向上のための基盤技術に関するものである。現状のロボット技術では、食材のように形状や固さなどのばらつきが多い対象物体はモデル化が困難であり、扱うことができなかった。我々は、深層模倣学習に着目した。人が直感的にロボットを遠隔操作するためのシステムと操縦時の視線情報を計測するプラットフォームを開発した。人が物体操作時に重要な情報を持つ部分に注意を向けることを利用し、人の視線情報を模倣することで、複雑な環境や対象物体において、特に重要な情報のみを用いて模倣学習を行うことで、格段に性能向上可能であることを実証した。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] メカニカルグローブによるロボットハンドデザインの第三者評価2021

    • 著者名/発表者名
      金井嵩幸, 大村 吉幸, 長久保 晶彦, 國吉 康夫
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 39

    • NAID

      130008069771

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gaze-Based Dual Resolution Deep Imitation Learning for High-Precision Dexterous Robot Manipulation2021

    • 著者名/発表者名
      Kim Heecheol、Ohmura Yoshiyuki、Kuniyoshi Yasuo
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 6 号: 2 ページ: 1630-1637

    • DOI

      10.1109/lra.2021.3059619

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Using Human Gaze to Improve Robustness Against Irrelevant Objects in Robot Manipulation Tasks2020

    • 著者名/発表者名
      Kim Heecheol、Ohmura Yoshiyuki、Kuniyoshi Yasuo
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 5 号: 3 ページ: 4415-4422

    • DOI

      10.1109/lra.2020.2998410

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adversarial Imitation Learning between Agents with Different Numbers of State Dimensions2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Taketo、Kuniyoshi Yasuo
    • 雑誌名

      2019 IEEE Second International Conference on Artificial Intelligence and Knowledge Engineering (AIKE)

      巻: - ページ: 179-186

    • DOI

      10.1109/aike.2019.00040

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Generating an image of an object’s appearance from somatosensory information during haptic exploration2019

    • 著者名/発表者名
      Sekiya Kento、Ohmura Yoshiyuki、Kuniyoshi Yasuo
    • 雑誌名

      2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)

      巻: - ページ: 8132-8137

    • DOI

      10.1109/iros40897.2019.8967795

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Event-Driven Forward Kinematics of Open Kinematic Chains with O(Log n) Complexity2018

    • 著者名/発表者名
      Wakatabe Ryo、Morita Kohei、Cheng Gordon、Kuniyoshi Yasuo
    • 雑誌名

      2018 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)

      巻: - ページ: 6975-6982

    • DOI

      10.1109/icra.2018.8461211

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synaptic excitatory-inhibitory balance affect information integration via attractor dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Keiko Fujii, Yoshiyuki Ohmura, Yasuo Kuniyoshi
    • 雑誌名

      Association for the Scientific Study of Consciousness (ASSC2018)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Transformer-based deep imitation learning for dual-arm robot manipulation2021

    • 著者名/発表者名
      Heecheol Kim, Yoshiyuki Ohmura, Yasuo Kuniyoshi
    • 学会等名
      2021 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unsupervised temporal segmentation using models that discriminate between demonstrations and unintentional actions2021

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Komatsu, Yoshiyuki Ohmura, and Yasuo Kuniyoshi
    • 学会等名
      2021 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unsupervised Learning of shape-invariant Lie group transformer by embedding ordinary differential equation2021

    • 著者名/発表者名
      Takumi Takada, Yoshiyuki Ohmura, and Yasuo Kuniyoshi
    • 学会等名
      2021 IEEE International Conference on Development and Learning
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Learning to grasp multiple objects with a robot hand using tactile information2021

    • 著者名/発表者名
      Kento Sekiya, Yoshiyuki Ohmura, Yasuo Kuniyoshi
    • 学会等名
      第26回ロボティクスシンポジア
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Generating an image of an object's appearance from somatosensory information during haptic exploration.2019

    • 著者名/発表者名
      K. Sekiya, Y. Ohmura, Y. Kuniyoshi
    • 学会等名
      2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligenet Robots and System (IROS)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 体性感覚情報に基づく手探り中の物体の外観の生成2019

    • 著者名/発表者名
      関谷研人、大村吉幸、國吉康夫
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019(Robomech2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] LSTMによる物体操作時の柔軟物変形予測2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤龍一郎、金井嵩幸, 大村吉幸, 新山龍馬, 國吉康夫
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019(Robomech2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] LSTMによる物体操作時の柔軟物変形予測2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤龍一郎,金井嵩幸,大村吉幸,新山龍馬,國吉康夫
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019(Robomech2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 体性感覚情報に基づく手探り中の物体の外観の生成2019

    • 著者名/発表者名
      関谷研人,大村吉幸,國吉康夫
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019(Robomech2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 強化学習における報酬なしスキル獲得の階層化2019

    • 著者名/発表者名
      皿海孝典,狩野泉実,國吉康夫
    • 学会等名
      第33回人工知能学会全国大会(JSAI2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多自由度ロボットアームを用いた物体性質の自発的獲得2019

    • 著者名/発表者名
      小松 高歩, 金 東敏, 鈴木 裕真, 國吉 康夫
    • 学会等名
      日本発達神経科学学会第8回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 報酬寄与率を考慮したパラメータノイズによる深層強化学習の探索と活用の調節2018

    • 著者名/発表者名
      狩野泉実,田中一敏,新山龍馬,國吉康夫
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018(Robomech2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 自由エネルギー原理による生成モデル理解と環境認識に基づく適応的行動2018

    • 著者名/発表者名
      荻島諒也, 米倉将吾, 國吉康夫
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018(Robomech2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 國吉新山研究室ホームページ

    • URL

      http://www.isi.imi.i.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 國吉・新山研究室ホームページ

    • URL

      http://www.isi.imi.i.u-tokyo.ac.jp/?lang=ja

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi