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2019 年度 実績報告書

統計的計量から見える運動と言語の空間設計と幾何操作による新しい表現形の創造

研究課題

研究課題/領域番号 17K20000
研究機関大阪大学

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) 2017-06-30 – 2020-03-31
キーワードロボット / 自然言語 / 機械学習
研究実績の概要

人間は言語を基盤とした分節・記号化処理を通じて実世界を認識・理解する高度な知能を築き上げてきた.記号化・言語を背景として高度に体系化された人間社会にロボットが浸透するためには,実世界の言語化能力をロボットに実装することが必要不可欠となる.本研究課題では,人間の運動データと自然言語を結びつける統計数理の枠組みを構築し,日常生活で人間の行動を言語として理解するロボット,言語指令に応じて人間らしい行動を実行するロボットの技術基盤を整備することを進めてきた.昨年度までは,光学式モーションキャプチャやIMUセンサを用いて計測された人間の3次元全身運動データと言語表現を結びつける深い中間層を有する統計数理モデルの設計論や,それを汎用カメラにて計測した人間の2次元全身運動データへ応用転換することによって,カメラで撮影した人間行動を言語表現へ変換する技術を構築してきた.しかし,2次元全身運動データの問題点として,カメラと被験者の位置関係によって同じ行動でも特徴量が大きく異なるため,学習データと全く異なる方向から撮影した動きを適切に言語化することに課題があった.本年度は,この問題を解決する方法論として,未学習の領域を低減するべく,2次元全身運動データと言語表現のデータを膨大に学習させることを提案した.様々な方向からカメラにて撮影した運動データを膨大に収集することは,多くの労力が必要であり,研究期間の制約上限界がある.そこで,これまで蓄積してきた3次元の人間全身運動データから人工的に2次元運動データを作成することを行った.3次元運動データからCGキャラクタの全身姿勢を作成し,仮想空間上の様々な位置に配置したカメラにて撮影した場合の全身運動の画像を生成した.膨大な学習データを整備することから,カメラと被験者の位置・姿勢問題を克服し,多様な状況で撮影した行動を言語化する技術を構築した.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Annotation Generation from IMU-Based Human Whole-Body Motions in Daily Life Behavior2020

    • 著者名/発表者名
      Wataru Takano
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Human-Machine Systems

      巻: 50 ページ: 13-21

    • DOI

      10.1109/SII46433.2020.9026240

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Action Description from 2D Human Postures in Care Facilities2020

    • 著者名/発表者名
      Wataru Takano, Haeyeon Lee
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 5 ページ: 774-781

    • DOI

      10.1109/LRA.2020.2965394

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Representation and Classification of Whole-body Motion Integrated with Finger Motion2020

    • 著者名/発表者名
      Wataru Takano, Yusuke Murakami, Yoshihiko Nakamura
    • 雑誌名

      Robotics and Autonomous Systems

      巻: 124 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.robot.2019.103378

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Data-driven Approach to Probabilistic Impedance Control for Humanoid Robots2020

    • 著者名/発表者名
      Wataru Takano, Hiroki Kanayama, Taro Takahashi, Tomohisa Moridaira, Yoshihiko Nakamura
    • 雑誌名

      Robotics and Autonomous Systems

      巻: 124 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.robot.2019.103353

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Action Description from 2D Human Postures in Care Facilities2020

    • 著者名/発表者名
      Wataru Takano, Haeyeon Lee
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 国際学会
  • [学会発表] Sentence Generation from IMU-based Human Whole-Body Motions in Daily Life Behaviors2020

    • 著者名/発表者名
      Wataru Takano
    • 学会等名
      The 2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 国際学会
  • [学会発表] 高齢者行動の言語化を用いた自動介護日誌システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      高野 渉
    • 学会等名
      第20回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
  • [学会発表] 多層統計モデルを用いた運動の言語化2019

    • 著者名/発表者名
      高野 渉
    • 学会等名
      第37回日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] 運動知識を活用した単カメラ映像から全身運動の3次元再構成法2019

    • 著者名/発表者名
      高野 渉
    • 学会等名
      第37回日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] 介護施設における2次元姿勢推定を用いた行動識別と言語化2019

    • 著者名/発表者名
      高野渉, 李海妍
    • 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
  • [備考] Robotics & Data Science Lab - Research -

    • URL

      http://www-mmds.sigmath.es.osaka-u.ac.jp/faculty/personal/takano/research

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公開日: 2021-01-27  

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