運動データベースからロボットの実世界運動制御への展開

• 研究課題/領域番号: 26700021
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 知能ロボティクス
• 研究機関: 大阪大学 (2017); 東京大学 (2014-2016)
• 研究代表者: 高野 渉 大阪大学, 数理・データ科学教育研究センター, 特任教授(常勤) (30512090)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 23,920千円 (直接経費: 18,400千円、間接経費: 5,520千円); 2017年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2014年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: 知能ロボット / 運動計画 / 運動生成 / 統計モデル / 運動制御 / ヒューマノイドロボット / 遠隔操縦 / 知能ロボティクス / 知能ロボティックス / 運動認識 / 行動認識 / 行動生成

研究成果の概要

人間の全身運動データを統計モデルとして学習することによって，人間の動作と類似したヒューマノイドロボットの運動を作ることができる．学習と異なる環境においても，学習した動作の特徴を保持しながら，環境に馴染んだ運動を生成する計算論が求められる．統計モデルからの生成確率，環境との整合性を数値化し，それら２つを組み合わせた目的関数を最大とする運動データを探索する方法を考案した．ヒューマノイドロボットが多様性かつ複雑性に富んだ日常生活に浸透するために必要な運動生成・制御の基盤となる．

研究成果

• [雑誌論文] Classification of Multi-class Daily Human Motion using Discriminative Body Parts and Sentence Descriptions (2017)
  • 著者名/発表者名: Goutsu Yusuke、Takano Wataru、Nakamura Yoshihiko
  • 雑誌名: International Journal of Computer Vision 巻: 126 号: 5 ページ: 495-514
  • DOI: 10.1007/s11263-017-1053-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Spatial representation of context-dependent sentences and its application to sentence generation (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Maekawa, Wataru Takano
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 31 号: 15 ページ: 780-790
  • DOI: 10.1080/01691864.2017.1351392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of Action Description from Classification of Motion and Object (2017)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Yoshihiko Yamada, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Robotics and Autonomous Systems 巻: 91 ページ: 247-257
  • DOI: 10.1016/j.robot.2017.02.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Planning of Goal-oriented Motion from Stochastic Motion Primitives and Optimal Controlling of Joint Torques in Whole-body (2017)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Robotics and Autonomous Systems 巻: 91 ページ: 226-233
  • DOI: 10.1016/j.robot.2017.01.013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multi-class Grasping Classifiers Using EEG Data and a Common Spatial Filter (2017)
  • 著者名/発表者名: Emiko Uchiyama, Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 31 号: 9 ページ: 468-481
  • DOI: 10.1080/01691864.2017.1279569
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generating Action Descriptions from Statistically Integrated Representations of Human Motions and Sentences (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Ikuo Kusajima, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Neural Networks 巻: 80 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.neunet.2016.03.001
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Real-time Unsupervised Segmentation of human whole-body motion and its application to humanoid robot acquisition of motion symbols (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Yoshihiko Nakamur
  • 雑誌名: Robotics and Autonomous Systems 巻: 75 ページ: 262-272
  • DOI: 10.1016/j.robot.2015.09.021
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spatio-temporal structure of human motion primitives and its application to motion prediction (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Hirotaka Imagawa, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Robotics and Autonomous Systems 巻: 75 ページ: 2288-2296
  • DOI: 10.1016/j.robot.2015.09.017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Incremental statistical learning for integrating motion primitives and language in humanoid robots (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Autonomous Robots 巻: 40 ページ: 657-667
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Statistical mutual conversion between whole body motion primitives and linguistic sentences for human motions (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: International Journal of Robotics Research 巻: 34 号: 10 ページ: 1314-1328
  • DOI: 10.1177/0278364915587923
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Using a Human Action Database to Recognize Actions in Monocular Image Sequences: Recovering Human Whole Body Configurations (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Junichi Ishikawa, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 29 号: 12 ページ: 771-784
  • DOI: 10.1080/01691864.2014.996604
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Action database for categorizing and inferring human poses from video sequences (2015)
  • 著者名/発表者名: Watatu Takano, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Robotics and Autonomous Systems 巻: 未定 ページ: 116-125
  • DOI: 10.1016/j.robot.2015.03.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Symbolically Structured Database for Human Whole Body Motions based on Association between Motion Symbols and Motion Words (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Robotics and Autonomous Systems 巻: 66 ページ: 75-85
  • DOI: 10.1016/j.robot.2014.12.008
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Correlated Space Formation for Human Whole-Body Motion Primitives and Descriptive Word Labels, (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Seiya Hamano, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Robotics and Autonomous Systems 巻: 66 ページ: 35-43
  • DOI: 10.1016/j.robot.2014.11.020
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Learning Motion Primitives and Annotative Texts from Crowd-sourcing (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano
  • 雑誌名: ROBOMECH Journal 巻: 2 号: 1 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1186/s40648-014-0022-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Recursive Process of Motion Recognition and Generation for Action-based Interaction (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Tatsuhiro Jodan, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 29 号: 4 ページ: 287-299
  • DOI: 10.1080/01691864.2014.977946
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Construction of a Space of Motion Labels from Their Mapping to Full-Body Motion Symbols (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 29 号: 2 ページ: 115-126
  • DOI: 10.1080/01691864.2014.985611
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Using a Human Action Database to Recognize Actions in Monocular Image Sequences: Recovering Human Whole Body Configurations (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Junichi Ishiwaka, Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 未定
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 脳活動情報及び身体運動情報からの特徴量抽出による認知的フレイル評価に関する検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 内山瑛美子，味野俊裕，田中友規，飯島勝矢，高野渉，中村仁彦
  • 学会等名: 第35回ロボット学会学術講演会
• [学会発表] Physical Consistent Motions, Symbolic Representation, and Language (2017)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano
  • 学会等名: The 2nd Workshop on Machine Learning Methods for High-Level Cognitive Capabilities in Robotics, IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Statistical Translation between Human/Robot Behaviors and Language (2017)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano
  • 学会等名: The 3rd Japan-EU Workshop on Neurorobotics
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 人とロボットの身体的接触を伴うインタラクションを実現するための統計モデルからの動作の修正法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 王 鈺晟，山田 嘉彦，古畑 裕美子，高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 第34回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学，山形県，山形市
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] 運動の統計学習から物理的整合性を満足するロボットの運動生成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高野 渉，高橋 太郎，中村 仁彦
  • 学会等名: 第34回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学，山形県，山形市
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] テレオペレーションにおけるマニュアル操作結果を用いて汎化自動タスクモジュールを構成する方法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金山 祐樹，高橋 太郎，森平 智久，高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 第34回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学，山形県，山形市
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] 脳波情報から抽出した特徴量からのK-means法を用いた把持パターンのクラスタリング (2016)
  • 著者名/発表者名: 内山 瑛美子，高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 第34回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学，山形県，山形市
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] カトコフスキー把持分類に基づいた把持時の脳波情報からの特徴抽出および識別手法の性能比較 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内山 瑛美子，前川 知行，草島 育生，高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 第34回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学，山形県，山形市
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] 特徴的な身体部位に着目した日常動作の多クラス識別と文章記述 (2016)
  • 著者名/発表者名: 郷津 優介，高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 第34回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学，山形県，山形市
• [学会発表] Motion Recognition Employing Multiple Kernel Learning of Fisher Vectors using Local Skeleton Features (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Goutsu, Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
  • 学会等名: The 2015 IEEE International Conference on Computer Vision, ChaLearn Looking at People : Workshop and Competitions
  • 発表場所: Santiago, Chile
  • 年月日: 2015-12-11
  • 国際学会
• [学会発表] Extending Association from Human Motion Symbols by Using Semantics of Digital Book Library (2015)
  • 著者名/発表者名: Ikuo Kusajima, Wataru Takano, Yoshihiko, Nakamura
  • 学会等名: The 14th IFToMM World Congress
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-10-25
  • 国際学会
• [学会発表] 脳波情報を用いた把持形態の多クラス識別器の設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内山 瑛美子，高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 第33回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 東京電機大学，東京都足立区
  • 年月日: 2015-09-03
• [学会発表] FV-HMM/MKL-SVMを用いた局所スケルトン特徴の選択・統合による多クラス運動認識 (2015)
  • 著者名/発表者名: 郷津 優介，高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 人工知能学会全国大会論文集
  • 発表場所: 公立はこだて未来大学，北海道函館市
  • 年月日: 2015-05-30
• [学会発表] Gesture Recognition using Hybrid Generative-Discriminative Approach with Fisher Vector (2015)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Goutsu, Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Seattle, Washington, USA
  • 年月日: 2015-05-26 – 2015-05-30
• [学会発表] CSPフィルタとk近傍法を用いた脳波からの把持パターンの識別 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内山 瑛美子，草島 育生，村井 昭彦，高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2015
  • 発表場所: 京都市勧業館「みやこめっせ」，京都府京都市
  • 年月日: 2015-05-17
• [学会発表] 全身筋骨格モデルから大規模全身運動データベースの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高野 渉
  • 学会等名: 第41回日本臨床バイオメカニクス学会
  • 発表場所: 奈良県新公会堂，奈良
  • 年月日: 2014-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] Motion Synthesis from Stochastically encoded motion primitives for Anthropomorphic Robotic Arm (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura,
  • 学会等名: 2014 11th International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence
  • 発表場所: Kuala Lumpur, Malaysia
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-15
• [学会発表] ウェアラブルモーションセンサとクラウドソーシングを用いた運動と言語のデータベースの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 第32回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 九州産業大学，福岡県
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [学会発表] 身体運動と3次元物体の認識から行動を文章として理解するヒューマノイドロボットの知能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田 嘉彦，高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 第32回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 九州産業大学，福岡県
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [学会発表] Fisher Vectorを用いたHMMとSVMのハイブリッド手法に基づくジェスチャー認識 (2014)
  • 著者名/発表者名: 郷津 優介，高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 第32回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 九州産業大学，福岡県
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [学会発表] Multi-modal Gesture Recognition using Integrated Model of Motion, Audio and Video (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Goutsu, Takaki Knbayashi, Junya Obara, Ikuo Kusajima, Kazunari Takeichi, Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
  • 学会等名: he 3rd IFToMM Asian Conference on Mechanism and Machine Science
  • 発表場所: Tianjin, China
  • 年月日: 2014-07-09 – 2014-07-10
• [学会発表] Synthesis of Whole Body Motion with Pose-Constraints from Stochastic Model (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Hong Kong, China
  • 年月日: 2014-05-31 – 2014-06-07
• [学会発表] Full Body Motion Adaption Based on Task-Space Distance Meshe (2014)
  • 著者名/発表者名: Thomas Nierhoff, Sandra Hirche, Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Hong Kong, China
  • 年月日: 2014-05-31 – 2014-06-07
• [学会発表] クラウドソーシングを通じたアノテーションから運動と言語の学習 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2014
  • 発表場所: 富山国際会議場，富山市
  • 年月日: 2014-05-25 – 2014-05-29
• [学会発表] 身体と環境の幾何学的関係を抽出する物体操作記述子による運動の記号化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田 嘉彦，高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2014
  • 発表場所: 富山国際会議場，富山市
  • 年月日: 2014-05-25 – 2014-05-29
• [学会発表] 身体運動と脳波の正準相関分析による特徴抽出に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 内山 瑛美子，高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 日本IFToMM会議シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学，東京
  • 年月日: 2014-05-24
• [学会発表] 相関解析を用いたタスク実現のための動作特徴量の抽出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 梅澤 慶介，高野 渉，中村 仁彦
  • 学会等名: 日本IFToMM会議シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学，東京
  • 年月日: 2014-05-24
• [学会発表] ヒューマノイドロボットの知能化：身体運動から言語へ (2014)
  • 著者名/発表者名: 高野 渉
  • 学会等名: 第111回知的コミュニティ基盤研究センター 研究談話会
  • 発表場所: 筑波大学，茨城
  • 年月日: 2014-04-30
  • 招待講演