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2021 年度 実績報告書

人の予測機能を引き出す球技スポーツの練習パートナーロボットに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K18087
研究機関九州大学

研究代表者

西川 鋭  九州大学, 工学研究院, 准教授 (50761144)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード知能機械 / ヒューマンロボットインタラクション / 予測 / スポーツ
研究実績の概要

本年度はここまでの成果をまとめ、発表を行った。
研究期間全体では、人の練習相手として競技に介入できる人型の球技スポーツロボットの実現を目指して研究を行った。
・ハードウェアとしては、要素技術として空気圧ケーブルシリンダとダイレクトドライブの直動モータを組み合わせることで空電ハイブリッドアクチュエータを構築した。さらにそれを構造一体型にして組み込んだ球技スポーツロボットとして肩3自由度肘1自由度手首3自由度の計7自由度のバドミントンロボットアームを開発した。このロボットアームによりシャトル打ちの正確性が空気圧のみで駆動されるものよりも向上することを示した。多様なスイングの生成に向けて、空気圧系の制御に関してダイナミクスの学習に基づく最適制御での運動生成にも取り組んだ。
・ソフトウェアとしては、対戦型の対人インタラクションの実現に向けて動力学シミュレータ上での2体のエージェントによる対戦型インタラクションの運動生成に取り組んだ。自分の方策、相手の方策を共通の潜在空間上で表し、相手の方策の予測に基づいて自分の行動を決定する強化学習モデルを提案した。2体のエージェントによる対戦型インタラクションとして互いに手を押し合い相手のバランスを崩す手押し相撲、さらに球技型のインタラクションとしてエアホッケーに適用した。提案モデルにおいては方策の潜在空間での位置を変化させることによって動作の傾向が変化することを確認した。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Competitive physical interaction by reinforcement learning agents using intention estimation2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Noda, Satoshi Nishikawa, Ryuma Niiyama, and Yasuo Kuniyoshi
    • 雑誌名

      In Proceedings of 30th International Conference on Robot & Human Interactive Communication (RO-MAN 2021)

      巻: 1 ページ: 649-656

    • DOI

      10.1109/RO-MAN50785.2021.9515411

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immediate Generation of Jump-and-Hit Motions by a Pneumatic Humanoid Robot Using a Lookup Table of Learned Dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Tanaka, Satoshi Nishikawa, Ryuma Niiyama, and Yasuo Kuniyoshi
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 6 ページ: 5557-5564

    • DOI

      10.1109/LRA.2021.3076959

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2022-12-28  

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