単純な運動機能を有する結合振動子系から探る移動知発現の力学的共通原理

• 研究課題/領域番号: 20033003
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 石黒 章夫 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90232280)
• 研究分担者: 清水 正宏 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50447140) ; 郷原 一寿 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40153746)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 13,400千円 (直接経費: 13,400千円); 2009年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円); 2008年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
• キーワード: 真正粘菌 / モジュラーロボット / 自律分散制御 / 結合振動子系 / 創発 / 移動知 / 力学的共通原理

研究概要

移動知発現の共通原理を構成論的に考察するためには,最低限の設定から基本論理を探っていく「ミニマルデザイン」と呼ばれるアプローチが効果的である.そこで真正粘菌変形体をモチーフとして,非線形振動子を単純な運動機能を有するモジュールに実装した,可変形態型のモジュラーロボットを採り上げ,このロボットに状況適応的に形態を変形しながら移動する,アメーバ様ロコモーションを発現させる試みを通して,移動知の発現原理の理解を目指した.その結果,現在進行中の動きに即した受動的変形機能を持たせることで,優れた環境適応機能と耐故障性が発現することを明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Amoeboid Locomotion Having High Fluidity by a Modular Robot (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Shimizu, A.Ishiguro
  • 雑誌名: International Journal of Unconventional Computing 6-2 ページ: 145-161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fully Decentralized Control of a Soft-bodied Robot Inspired by True Slime Mold (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Umedachi(, 他4名)
  • 雑誌名: Biological Cybernetics 102-3 ページ: 261-269
  • 査読あり
• [雑誌論文] モジュラーロボットの自律分散制御～「三人寄れば文殊の知恵」的な知能はいかにして表現できるのか～機械の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石黒章夫
  • 雑誌名: 養賢堂 61-7巻 ページ: 669-675
• [雑誌論文] 自然で無理のない形態変形から生み出される適応的運動機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石黒章夫, 清水正宏
  • 雑誌名: 計画と制御 48-9巻 ページ: 705-710
  • NAID: 10025524388
  • 査読あり
• [雑誌論文] Max Lungarella Akio Ishiguro, Adaptive Modular Robots through Heterogeneous Inter-Module Connections (2008)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Shimizu, Takuma Kato
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.20,No.3 ページ: 386-393
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Amoeboid Locomotion That Exploits Real-time Tunable Springs and Law of Conservation of Protoplasmic Mass (2008)
  • 著者名/発表者名: Takuya Umedachi, Taichi Kitamura, Akio Ishiguro
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.20,No.3 ページ: 449-455
  • 査読あり
• [雑誌論文] Akio Ishiguro, Rapid and Cheap Learning by Exploiting Biarticular Muscles-A Case Study with a 2D Serpentine Robot (2008)
  • 著者名/発表者名: Wataru Watanabe, Toshihiro Kawakatsu
  • 雑誌名: Advanced Robotics Special Issue on Mobiligence (1) 22-15巻 ページ: 1683-1696
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive Modular Robots through Heterogeneous Inter-module Connections (2008)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Shimizu
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 20 ページ: 386-393
  • 査読あり
• [学会発表] 結合振動子系から探る移動知の力学的共通原理 (2010)
  • 著者名/発表者名: 清水正宏, 郷原一寿, 石黒章夫
  • 学会等名: 第5回移動知シンポジウム
  • 発表場所: 松島
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] 陰的制御則は移動知の共通原理になりえるか? (2009)
  • 著者名/発表者名: 大須賀公一, 石黒章夫, 鄭心知
  • 学会等名: 第10回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: 東京
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] ある移動ロボットにおける陰的制御則に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 末岡裕一郎, 大須賀公一, 杉本靖博, 石黒章夫
  • 学会等名: 第10回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: 東京
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] 適応的運動機能を発現するアメーバ様モジュラーロボットの実機開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 武田孟, 八幡慎太郎, 清水正宏, 石黒章夫
  • 学会等名: 計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2009
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] 適応的運動機能を発現するアメーバ様モジュラーロボットの実機開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 武田孟, 八幡慎太郎, 清水正宏, 石黒章夫
  • 学会等名: 計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会2009
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] Implicit Control Law は移動知理解の鍵になるか… (2009)
  • 著者名/発表者名: 大須賀公一, 石黒章夫, 鄭心知
  • 学会等名: 計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会2009
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] A Collective Behavioral Approach to Understanding Mobiligence (2009)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Shimizu, Akio Ishiguro
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Mobiligence in Awaji
  • 発表場所: Japan, Awaji
  • 年月日: 2009-11-21
• [学会発表] Implicit Control Law That Enables Stable Passive Dynamic Running (2009)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki, Koichi Osuka, Akio Ishiguro
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Mobiligence in Awaji
  • 発表場所: Japan, Awaji
  • 年月日: 2009-11-21
• [学会発表] A Collective Behavioral Approach to Understanding Mobiligence (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水正宏, 石黒章夫
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Mobiligence in Awaji
  • 発表場所: 淡路
  • 年月日: 2009-11-21
• [学会発表] Implicit Control Law That Enables Stable Passive Dynamic Running (2009)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki, Koichi Osuka, Akio Ishiguro
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Mobiligence in Awaji
  • 発表場所: 淡路
  • 年月日: 2009-11-21
• [学会発表] 非線形振動子からアメーバ型ロボット Slimebot へ (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水正宏, 石黒章夫
  • 学会等名: HUROBINT, ECSRA合同研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-11-08
• [学会発表] Understanding the Common Principle underlying Passive Dynamic Walking and Running (2009)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki, Koichi Osuka, Akio Ishiguro
  • 学会等名: 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: USA, St. Louis
  • 年月日: 2009-10-13
• [学会発表] An Amoeboid Modular Robot That Exhibits Real-time Adaptive Reconfiguration (2009)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Shimizu, Akio Ishiguro
  • 学会等名: The 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: USA, St. Louis
  • 年月日: 2009-10-12
• [学会発表] An Amoeboid Modular Robot That Exhibits Real-time Adaptive Reconfiguration (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水正宏, 石黒章夫
  • 学会等名: 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: USA, St. Louis
  • 年月日: 2009-10-12
• [学会発表] 膝付き受動走行機械の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小山真理, 山口伸一, 久保翔達, 大脇大, 石黒章夫
  • 学会等名: 日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 膝付き受動走行機械の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小山真理, 山口伸一, 久保翔達, 大脇大, 石黒章夫
  • 学会等名: 第27回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 二次元受動走行機械の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山口伸一, 小山真理, 久保翔達, 大脇大, 石黒章夫
  • 学会等名: 第15回創発システム・シンポジウム
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2009-08-08
• [学会発表] 自律分散的に形態変形を行うモジュラーロボットの実機検証 (2009)
  • 著者名/発表者名: 武田孟, 塚辺有哉, 清水正宏, 石黒章夫
  • 学会等名: 第15回創発システム・シンポジウム
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2009-08-08
• [学会発表] 弾性要素を活用した受動走行の実機実現 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小山真理, 山口伸一, 大脇大, 石黒章夫
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2009
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] 適応的形態変形を可能とするモジュラーロボットの実機検証 (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水正宏, 石黒章夫
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2009
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] 弾性要素を活用した受動的ロコモーションの背後に潜む多重時間スケールの統合 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大脇大, 石黒章夫
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2009
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] 受動歩行と受動走行に内在する力学的共通原理の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大脇大, 大須賀公一, 石黒章夫
  • 学会等名: 第14回ロボティクスシンポジア
  • 発表場所: 登別
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] Understanding the Common Principle underlying Passive Dynamic Walking and Running (2009)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki, Koichi Osuka, Akio Ishiguro
  • 学会等名: The 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: USA, St. Louis
• [学会発表] 粘菌型ロボットから探る自律分散システムにおける自律個間の相互作用様式 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加藤拓真, 清水正宏, Lungarella Max, 石黒章夫
  • 学会等名: 計測自動制御学会SI部門講演会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] 粘菌型ロボットから探る自律分散システムにおける自律個間の相互作用様式 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加藤拓真
  • 学会等名: 計測自動制御学会SI部門講演会
  • 発表場所: 岐阜市
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] 粘菌様ロボットから発現する環境適応的な形態変形 (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水正宏, 加藤拓真, 松澤亮, 石黒章夫
  • 学会等名: 平成20年度無脊椎動物神経生物研究会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2008-09-15
• [学会発表] 分子動力学法に基づく受動歩行シミュレータの開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小山真理, 山口伸一, 大脇大, 清水正宏, 石黒章夫
  • 学会等名: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] 多重リズム性を活用した周波数と位相の自律的調整が可能なオシレータモデルの提案-一次元ホッピングロボットの跳躍運動学習への適用- (2008)
  • 著者名/発表者名: 坂井善行, 石田怜, 大脇大, 手老篤史, 石黒章夫
  • 学会等名: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] 粘菌様の適応的ロコモーションを発現するモジュラーロボットの実機開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松澤亮, 加藤拓真, 清水正宏, 石黒章夫
  • 学会等名: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-09-10
• [学会発表] 粘菌型ロボットから探る情報的相互作用と物理的相互作用間のバランスの力学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加藤拓真, 清水正宏, Max Lungarella, 石黒章夫
  • 学会等名: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-09-10
• [学会発表] 粘菌様の適応的ロコモーションを発現するモジュラーロボットの実機開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松澤亮
  • 学会等名: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-09-10
• [学会発表] 粘菌型ロボットから探る情報的相互作用と物理的相互作用間のバランスの力学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加藤拓真
  • 学会等名: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-09-10
• [学会発表] 適応的ロコモーションを発現するアメーバ様モジュラーロボットの実機開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水正宏, 加藤拓真, 石黒章夫
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2008
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2008-06-07
• [学会発表] 不均質な着脱特性を有するモジュラーロボット-複雑ネットワークの手法を用いた性能評価- (2008)
  • 著者名/発表者名: 加藤拓真, 清水正宏, Lungarella Max, 石黒章夫
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2008
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2008-06-07
• [学会発表] 筋群の協働的励起パターンに基づく制御系と機構系の連関様式に関する考察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石田怜, 松野善幸, 大脇大, 西井淳, 石黒章夫
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2008
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2008-06-07
• [学会発表] 多関節筋を活用した高効率学習の実験的検証-蛇型ロボット実機を用いた事例研究- (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤貴英, 渡邉航, 石黒章夫
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2008
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2008-06-07
• [学会発表] Adaptive Gait Transition between Passive Dynamic Walking and Running (2008)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki, Koichi Osuka, Akio Ishiguro
  • 学会等名: the fourth meeting of Adaptive Motion of Animals and Machines
  • 発表場所: U.S. A, Cleveland
  • 年月日: 2008-06-05
• [学会発表] Increasing Stability of Passive Dynamic Bipedal Walking by Exploiting Hyperextension of Knee Joints (2008)
  • 著者名/発表者名: Akio Ishiguro, Masatoshi Koyama, Dai Owaki, Jun Nishii
  • 学会等名: the fourth meeting of Adaptive Motion of Animals and Machines
  • 発表場所: Cleveland, U.S. A
  • 年月日: 2008-06-04
• [学会発表] Understanding Mobiligence Through Amoeboid Locomotion - A Case Study with a Modular Robot - (2008)
  • 著者名/発表者名: Akio Ishiguro
  • 学会等名: the fourth meeting of Adaptive Motion of Animals and Machines
  • 発表場所: USA, Cleveland
  • 年月日: 2008-06-03
• [学会発表] Adaptive Reconfiguration of a Modular Robot through Heterogeneous Inter-Module Connections (2008)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Shimizu, Takuma Kato, Max Lungarella, Akio Ishiguro
  • 学会等名: 2008 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: USA, Pasadena
  • 年月日: 2008-05-23
• [学会発表] On the Embodiment That Enables Passive Dynamic Bipedal Running (2008)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki, Koichi Osuka, Akio Ishiguro
  • 学会等名: 2008 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: USA, Pasadena
  • 年月日: 2008-05-19
• [図書] 移動知-適応行動生成のメカニズム- (シリーズ移動知第1巻) (2010)
  • 著者名/発表者名: 石黒章夫, 清水正宏
  • 出版者: オーム社
• [図書] 知能の原理身体性に基づく構成論的アプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Pfeifer, J. Bongard (細田耕, 石黒章夫訳)
  • 総ページ数: 432
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 移動知 -適応行動生成のメカニズム-(シリーズ移動知第1巻) (2010)
  • 著者名/発表者名: 石黒章夫, 清水正宏
  • 出版者: オーム社
• [図書] 知能の原理 身体性に基づく構成論的アプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Pfeifer, J.Bongard(細田耕, 石黒章夫訳)
  • 総ページ数: 432
  • 出版者: 共立出版
• [備考]
  • URL: http://www.cmplx.ecei.tohoku.ac.jp/