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Deep Learning for Planetary Rover Localization

研究課題

研究課題/領域番号 20K14706
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
研究機関国立天文台

研究代表者

Wu Benjamin  国立天文台, アルマプロジェクト, 特別客員研究員 (50868718)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードmachine learning / computer vision / deep learning / numerical simulation / orbital dynamics / astronomy / interferometry / space exploration / autonomous vehicles
研究開始時の研究の概要

For planetary rovers, localization (determining the precise location) is a fundamental task for exploration and science. This project uses machine learning and computer vision to improve localization accuracy and autonomy over current methods.

研究実績の概要

We are continuing to apply machine learning to problems in space research and exploration and establish deep learning computational hardware capabilities at NAOJ.
In FY2023, scientists from NASA Ames initiated bi-weekly collaboration meetings regarding orbital debris remediation, largely based on techniques from our FY2022 paper "Low-thrust rendezvous trajectory generation for multi-target active space debris removal using the RQ-Law".
We also continued to develop the computer vision based methods for lunar rover absolute localization.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

The original research topic of rover localization progressed slower than planned. However, this is due to several new research directions emerging, which have been very fruitful with multiple publications and collaborations.

今後の研究の推進方策

For rover localization, we are exploring the use of vision transformers compared to the previous ResNet baseline. Due high interest in our work on orbital dynamics, we have pursued research collaborations in this direction. We are extending this work by scaling up the number of debris objects that can be targeted for deorbit.

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (8件) (うち外国 8件)

  • [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] iSpace Europe/University of Luxembourg(ルクセンブルク)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] NASA Ames(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] iSpace Europe/University of Luxembourg(ルクセンブルク)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] NVIDIA(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] iSpace Europe/University of Luxembourg(ルクセンブルク)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] iSpace Europe/University of Luxembourg(ルクセンブルク)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] tensorlicious(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Oxford University(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Brown University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Physics Informed RNN-DCT Networks for Time-Dependent Partial Differential Equations2022

    • 著者名/発表者名
      Benjamin Wu, Oliver Hennigh, Jan Kautz, Sanjay Chaudhry, Wonmin Byeon
    • 雑誌名

      International Conference on Computational Science Proceedings

      巻: 1 ページ: 372-379

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Low-thrust rendezvous trajectory generation for multi-target active space debris removal using the RQ-Law2022

    • 著者名/発表者名
      Sanjeev Narayanaswamy, Benjamin Wu, Philippe Ludivig, Frank Soboczenski, Karthik Venkataramani, & Christopher J. Damaren
    • 雑誌名

      Advances in Space Research

      巻: 12 号: 10 ページ: 49-49

    • DOI

      10.1016/j.asr.2022.12.049

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neural Interferometry: Image Reconstruction from Astronomical Interferometers using Transformer Conditioned Neural Fields2022

    • 著者名/発表者名
      Benjamin Wu, Chao Liu, Benjamin Eckart, Jan Kautz
    • 雑誌名

      Association for the Advancement of Artificial Intelligence

      巻: 1 ページ: 10158-10158

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Physics Informed RNN-DCT Networks for Time-Dependent Partial Differential Equations2021

    • 著者名/発表者名
      Benjamin Wu, Oliver Hennigh, Jan Kautz, Sanjay Chaudhry, Wonmin Byeon
    • 雑誌名

      NeurIPS: Machine Learning and the Physical Sciences

      巻: 1 ページ: 121-121

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Physics Informed RNN-DCT Networks for Time-Dependent Partial Differential Equations2022

    • 著者名/発表者名
      Benjamin Wu, Oliver Hennigh, Jan Kautz, Sanjay Chaudhry, Wonmin Byeon
    • 学会等名
      International Conference on Computational Science
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Neural Interferometry: Image Reconstruction from Astronomical Interferometers using Transformer Conditioned Neural Fields2022

    • 著者名/発表者名
      Benjamin Wu, Chao Liu, Benjamin Eckart
    • 学会等名
      AAAI-2022 (Association for the Advancement of Artificial Intelligence)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Physics Informed RNN-DCT Networks for Time-Dependent Partial Differential Equations2021

    • 著者名/発表者名
      Benjamin Wu
    • 学会等名
      NeurIPS 2021 (Neural Information Processing Systems) Machine Learning and the Physical Sciences
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Absolute Localization for Surface Robotics in GPS-denied Environments using a Neural Network2020

    • 著者名/発表者名
      Benjamin Wu, Philippe Ludivig, Ross W. K. Potter, Andrew S. Chung, Timothy Seabrook
    • 学会等名
      International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space (i-SAIRAS) 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] i-SAIRAS abstract

    • URL

      https://www.hou.usra.edu/meetings/isairas2020fullpapers/pdf/4032.pdf

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] Machine-learning techniques for constructing medical images2022

    • 発明者名
      Eckart, Kautz, Liu, Wu
    • 権利者名
      NVIDIA Corp
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Machine-learning techniques for sparse-to-dense spectral reconstruction2022

    • 発明者名
      Eckart, Kautz, Liu, Wu
    • 権利者名
      NVIDIA Corp
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Machine-learning techniques for representing items in a spectral domain2022

    • 発明者名
      Eckart, Kautz, Liu, Wu
    • 権利者名
      NVIDIA Corp
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Performing simulations using machine learning2022

    • 発明者名
      Byeon, Wu, Hennigh
    • 権利者名
      NVIDIA Corp
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] MACHINE-LEARNING TECHNIQUES FOR CONSTRUCTING MEDICAL IMAGES2022

    • 発明者名
      B.Eckart, J.Kautz, C.Liu, B.Wu
    • 権利者名
      B.Eckart, J.Kautz, C.Liu, B.Wu
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] MACHINE-LEARNING TECHNIQUES FOR SPARSE-TO-DENSE SPECTRAL RECONSTRUCTION2022

    • 発明者名
      B.Eckart, J.Kautz, C.Liu, B.Wu
    • 権利者名
      B.Eckart, J.Kautz, C.Liu, B.Wu
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] MACHINE-LEARNING TECHNIQUES FOR REPRESENTING ITEMS IN A SPECTRAL DOMAIN2022

    • 発明者名
      B.Eckart, J.Kautz, C.Liu, B.Wu
    • 権利者名
      B.Eckart, J.Kautz, C.Liu, B.Wu
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] PERFORMING SIMULATIONS USING MACHINE LEARNING2022

    • 発明者名
      W.Byeon, B.Wu, O.Hennigh
    • 権利者名
      W.Byeon, B.Wu, O.Hennigh
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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