機械学習を用いた環境相互作用の未知な対象物操作の学習制御

• 研究課題/領域番号: 22700198
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 知覚情報処理・知能ロボティクス
• 研究機関: 静岡大学 (2012); 東京農工大学 (2010-2011)
• 研究代表者: 小林 祐一 静岡大学, 工学部, 准教授 (60373304)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: ロボット行動学習 / 物体操作 / 機械学習 / 最適制御 / ロボット / 学習 / 接触モード切り替り / 最適制御・強化学習 / モデル予測制御 / 物体抱え上げ操作 / 接触モードの切り替り

研究概要

本研究では,ロボットと環境の間の相互作用が未知である場合に,ロボット自身の試行錯誤と観測したデータをもとに物体操作の制御を行う学習法を提案した.パタン分類学習法を強化学習,モデル予測制御などのロボット制御法に適用した方法を提案し,物理シミュレーションによる評価を通じて提案する手法が事前の試行錯誤にもとづいて得た情報にもとづいて適切な制御を実現できることを示した.

研究成果

• [雑誌論文] Learning of whole arm manipulation with constraint of contact mode maintaining (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Kawarai and Y. Kobayashi
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: Vol. 22, No.4 ページ: 542-550
  • 査読あり
• [雑誌論文] Learning of whole arm manipulation with constraint of contact mode maintaining (2010)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Kawarai, Yuichi Kobayashi
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 22/4 ページ: 542-550
  • 査読あり
• [学会発表] Prediction of object manipulation using tactile sensor information by a humanoid robot, Proc. of IEEE Int (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Uematsu, Y. Kobayashi, T. Kaneko, A. Shimizu
  • 学会等名: Symposium on Robotic and Sensors Environments
  • 発表場所: Magdeburg (Germany)
  • 年月日: 2012-11-16
• [学会発表] 体性感覚情報を用いた抱え上げ動作達成の認識と予測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 植松重之,小林祐一,金子透,清水昭伸
  • 学会等名: 第30回日本ロボット学会学術講演会
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] モデル予測制御による接触モデルを学習・修正可能な物体操作法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 篠田真也,小林祐一,植松重之
  • 学会等名: 第24回自律分散システム・シンポジウム資料
  • 年月日: 2012-01-28
• [学会発表] モデル予測制御による接触モデルを学習・修正可能な物体操作法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 篠田真也
  • 学会等名: 第24回自律分散システム・シンポジウム
  • 発表場所: 神戸ファッションマート・コンベンションルーム
  • 年月日: 2012-01-28
• [学会発表] 体性感覚情報を用いた抱え上げ動作達成の認識と予測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 植松重之
  • 学会等名: 第30回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
• [学会発表] Prediction of object manipulation using tactile sensor information by a humanoid robot (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Uematsu
  • 学会等名: IEEE Int. Symposium on Robotic and Sensors Environments
  • 発表場所: Otto-von-Guericke University (Magdeburg, Germany)
• [学会発表] 力覚情報を用いた抱え上げ動作のための特徴抽出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 植松重之,小林祐一
  • 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
  • 年月日: 2011-12-24
• [学会発表] 力覚情報を用いた抱え上げ動作のための特徴抽出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 植松重之
  • 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: 京都大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2011-12-24
• [学会発表] 空間認知のための画像特徴による身体図式獲得 (2011)
  • 著者名/発表者名: 染井貴之
  • 学会等名: 第38回知能システムシンポジウム
  • 発表場所: 神戸大学(シンポジウム資料として公表済み オンラインで開催)
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] 空間認知のための画像特徴による身体図式獲得 (2011)
  • 著者名/発表者名: 染井貴之,松井良介,小林祐一
  • 学会等名: 第38回知能システムシンポジウム資料
  • 年月日: 2011-03-16
• [学会発表] 近似関数の局所特徴に基づいた対象物操作獲得のための探索戦略 (2011)
  • 著者名/発表者名: 植松重之,篠田真也,高崎雄太,小林祐一
  • 学会等名: 第38回知能システムシンポジウム資料
  • 年月日: 2011-03-16
• [学会発表] 近似関数の局所特徴に基づいた対象物操作獲得のための探索戦略 (2011)
  • 著者名/発表者名: 植松重之
  • 学会等名: 第38回知能システムシンポジウム
  • 発表場所: 神戸大学(シンポジウム資料として公表済み オンラインで開催)
  • 年月日: 2011-03-16
• [学会発表] SVM による接触モード推定を用いたオンライン対象物操作学習 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高崎雄太,小林祐一
  • 学会等名: 第23回自律分散システム・シンポジウム資料
  • 年月日: 2011-01-30
• [学会発表] SVMによる接触モード推定を用いたオンライン対象物操作学習 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高崎雄太
  • 学会等名: 第23回自律分散システム・システムシンポジウム
  • 発表場所: 北海度札幌市,北海道大学中央キャンパス
  • 年月日: 2011-01-28
• [学会発表] 接触モード境界推定に基づいたモデル予測制御による対象物操作 (2010)
  • 著者名/発表者名: 篠田真也,小林祐一,高崎雄太,河原井伸行
  • 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
  • 年月日: 2010-12-24
• [学会発表] 接触モード境界推定に基づいたモデル予測制御による対象物操作 (2010)
  • 著者名/発表者名: 篠田真也
  • 学会等名: 第11回システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 宮城県仙台市,東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 2010-12-24
• [備考] 滑り・非滑りの接触モードの切り替りをを考慮した対象物操作の学習
  • URL: http://sensor.eng.shizuoka.ac.jp/~koba/previous_research/research_j.html#manipulation
• [備考] 力覚センサ情報を用いたヒューマノイドロボットによる物体抱え上げ動作の教示
  • URL: http://sensor.eng.shizuoka.ac.jp/~koba/previous_research/research_j.html#hold_up_teaching
• [備考] 滑り・非滑りの接触モードの切り替りをを考慮した対象物操作の学習
  • URL: http://sensor.eng.shizuoka.ac.jp/~koba/previous_research/research_j.html#manipulation
• [備考] 力覚センサ情報を用いたヒューマノイドロボットによる物体抱え上げ動作の教示
  • URL: http://sensor.eng.shizuoka.ac.jp/~koba/previous_research/research_j.html#hold_up_teaching