階層型統合モデルに基づく高速センサフィードバックを用いた能動的認識・行動システム

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10305034
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石川 正俊 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40212857)
• 研究分担者: 石井 抱 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (40282686) ; 喜安 千弥 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20234388) ; 藤村 貞夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30010961)
• キーワード: センサフュージョン / アクティブセンシング / 並列DSPシステム / 階層的並列処理 / ロボット制御 / ヒューマンインタフェイス / マルチモーダルシステム / 感覚統合

研究概要

人間は、五感で代表される多種類の感覚受容器から外界の情報を獲得し、主として連合野における階層的統合モデルによりこれらの情報は融合され、運動系も含めたトータルシステムとして、柔軟性・信頼性の高い認識判断機構を実現している。研究代表者らは、このような感覚運動統合機能の工学的な実現を「センサフュージョン」という概念として国内で初めて明確に定義し、その考えに基づきロボットハンド、アーム、アクティブビジョンを同時に、視覚も含めて1msという従来にはない高速なサイクルタイムで制御可能とするFAレベルでの1ms感覚運動統合システムの開発に成功している。本研究は、これらの実績をもとに人間との協調かつ環境への柔軟な対応を考慮した認識・行動システムを構築することを目的とし、日常実世界レベルでのリアルタイム認識行動システムの導入を目的とする。
平成11年度は、アクティブビジョンの導入及びマニピュレータによるハンドリング動作を可能とし、特に実環境とのインタラクションを考慮した能動的視覚と能動的触角の統合・制御手法に関する開発・研究を進めた。具体的には以下の研究を行った。
1)システム設計に基づいた触力覚センサを実装可能とする多指ハンドを設計・開発した。
2)DSP用AD/DAにより、DSPシステムによる階層型並列処理システムを拡張した。
3)高速視覚を持つ高速アクティブビジョンシステムを試作し、その動特性を解析した。
4)高速能動視覚による能動的センシング手法を提案し、その動作を確認した。
5)人間との協調動作を可能とするため小型マニピュレータを導入した。
6)実環境での協調動作のためのセンサフュージョンベースドな制御手法を提案し、その動作を実現した。
7)センシング行動とタスク目的に基づく行動のリアルタイム統合理論を提案し、その動作を確認した。

研究成果

• [文献書誌] M. Ishikawa, A. Namiki, T. Komuro, I. Ishii: "Ims Sensory-Motor Fusion System with Hierarchical Parallel Processing Architecture"The Second International Conference on Information Fusion. 640-647 (1999)
• [文献書誌] M. Ishikawa, T. Komuro, A. Namiki, I. Ishii: "New Generation of Sensory Information Processing for Intelligent Systems-VLSI Vision Chip and Sensor Fusion System"Forth International Conference on Electronic Measurement and Instruments. 1-6 (1999)
• [文献書誌] M. Ishikawa, T. Komuro, A. Namiki, I. Ishii: "Ims Sensory-Motor Fusion System"Int. Symp. of Robotics Research. 291-296 (1999)
• [文献書誌] T. Komuro, I. Ishii, M. Ishikawa: "General-purpose vision chip architecture for real-time machine vision"Advanced Robotics. vol.12,no.6. 619-627 (1999)
• [文献書誌] 並木、石井、石川: "高速センサフィードバックに基づく感覚運動統合アーキテクチャとその把握操り行動への応用"ロボティックス・メカトロニクス講演会'99講演論文集. 1A1-63-094(1)-(2). (1999)
• [文献書誌] 並木、中坊、石井、石川: "Ims感覚運動統合システムにおける高速並列分散処理"ロボティックス・メカトロニクス講演会'99講演論文集. 2P2-49-058(1)-(2). (1999)