知能ロボットの視覚運動系協調作業のための運動学習に関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08650497
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 査 紅彬 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助教授 (80225680)
• 研究分担者: 岡田 伸廣 九州大学, 工学部, 講師 (80224020) ; 長谷川 勉 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (00243890)
• キーワード: 視覚運動系 / 協調 / 学習 / 視点計画 / 自己組織化

研究概要

本研究の研究実施計画に示してある二つの方向から研究を進めた結果、次のような成果が得られた。
1.視覚機能の強化による学習アルゴリズムの改善:ビジュアルサーボの手法を取り入れることにより、視覚機能を二次元処理から三次元処理へ拡張し、外部環境に対する本システムの感覚情報獲得能力を改善した。そのなかにおいては、ロボットアームの位置到達運動を、ドリフト、前後移動及び座標軸周りの回転といった基本動作の組み合わせによって表現し、ターゲット動きの運動分解と認識や、アーム基本動作の制御などを実現する方法を開発した。また、多数の障害物が存在する環境においては、障害物の検出と、その出現に伴なう追加学習をいかに実現させるかについて検討し、複雑環境下での実機実験を行った。
2.複数作業機構の制御への学習アルゴリズムの応用:いままで開発された、単一のロボットアームを対象とした学習方法を、複数アームまたは複数指ハンドへの適用を試みた。特に、作業機構の自由度の冗長性、運動のダイナミクス、作業機構同士間の衝突といった問題を考慮した学習アルゴリズムを設計し、実作業におけるその性能を検証した。さらに、自律的ロボットの運動制御を、三次元曲面物体及び室内環境の自動モデリングに必要な視点計画という立場から具体化し、その感覚運動協調のための視点決定アルゴリズムを開発した。
全体として、本研究の内容をほぼ当初の計画通り完了し、研究目的の大部分を達成した。最終年度の来年度においては、まだ残されている幾つかの問題点についてさらに検討を加え、最終目的の実現を目指す。

研究成果

• [文献書誌] H.Zha,K.Morooka,etc.: "Active Modeling of 3-D Objects:Planning on the Next Best Pose(NBP)for Acquiring Range lmages" Proc.Int.Conf.Recent Advances in 3-D Digital Imaging and Modeling. 68-75 (1997)
• [文献書誌] T.Matsuoka,T.Hasegawa,etc.: "Mechanical Assembly based on Motion Primitives of Multi-fingered Hand" Proc.IEEE/ASME Int.Conf.Advanced Intelligent Mechatronics(AIM′97). CD-ROM (1997)
• [文献書誌] H.Zha,K.Tanaka,T.Hasegawa: "Detecting Changes in a Dynamic Environment for Updating its Maps by Using a Mobile Robot" Pro.IEEE/RSJ Int.Conf.Intelligent Robots and Systems(IROS′97). 1729-1734 (1997)
• [文献書誌] H.Zha,H.Nagahama,T.Hasegawa: "On-line Sensing and Action Planning in an Autonomous and Distributed Multi-ArmSystem" Proc.IEEE Int.Conf.Systems,Man,and Cybernetics(SMC′97). 3255-3260 (1997)
• [文献書誌] H.Zha,T.Onitsuka,T.Nagata: "A Self-organization Learning Algorithm for Visuo-Motor Coordination in UnstructureEnvironments" Artificial Life and Robotics. Vol.1,No.3. 131-136 (1997)
• [文献書誌] H.Zha,H.Suzuki,T.Nagata: "Agent-Based Distributed Robotic Systems for a Dextrous Pushing Manipulation Using Multiple Arms" Proc.3rd Asian Conf.Robotics and its Applications(3rd ACRA). 169-176 (1997)
• [文献書誌] H.Zha,K.Morooka,etc.: "Next Best Viewpoint(NBV)Planning for Active Object Modeling Based on aLearning-by-Showing Approach" Proc.Third Asian Conf.Computer Vision,Computer Vision-ACCV′98. Vol.2. 185-192 (1997)