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2009 年度 実績報告書

身体運動と言語を統一した人間・機械コミュニケーションの成立

研究課題

研究課題/領域番号 20220001
研究機関東京大学

研究代表者

中村 仁彦  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (20159073)

研究分担者 高野 渉  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 講師 (30512090)
キーワード知能ロボット / 統計推論 / 自然言語処理 / 脳型情報処理 / 身体感覚
研究概要

本研究課題では,人間の行動計測から全身の体性感覚情報の推定計算,運動情報の記号化とその記憶処理,記号と言語の関係性の抽出処理を基盤として,言語推論を通じた人間-機械コミュニケーション計算の実現を目的とする.今年度に得られた研究成果を以下にまとめる.
1.身体運動コーパスの構築
自動で分節化された膨大な数の人間の運動パターンを記号化,記号間の類似度に基づいた自動階層化を実現した.階層構造を用いて運動記号の時間的相関関係を抽出することによって,人間の運動から未来の行動を予測する装置を構築した.
2.人間の深部身体感覚の推定とその構造化
人間の運動・筋電位計測データから高速に全身の筋張力を推定する計算を実現した.推定した筋電位を視覚化することによって運動中の体性感覚情報を見ることができる装置を構築した.筋張力計算の高速化のため,神経生理学に基づいた筋肉のグループ化手法や全身の関節角度計算の並列化を考案した.
3.自己とモノ,自己と他者の間の関係性コーパスの構築
運動中の人間の視野情報をカメラにて計測し,その画像中の物体認識を行う.認識された物体とその時の運動記号との統計的関係性を抽出した.ロボットが人間の運動からその人の注視先を推定する計算基盤となる.
4.自然言語の情報処理と身体運動の情報処理の融合
文章の連想を上位概念間の連想計算として表現する手法を考案した.入力された情報の文章化,上位概念への変換,次の上位概念の連想,上位概念から文章の作成を通じてインタラクションするシステムを構築した.
5.自然言語と身体感覚でコミュニケーションするヒューマノイドの開発
2者間の会話や行動から得られるインタラクションを文章化し,ある文章から次の文章を推論する手法を考案した.このモデルを通じて,ロボットが他者の推論を予測することが可能となり,その予測の先の結果が最良となるような行動を決定する計算手法を開発した.

  • 研究成果

    (36件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (28件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Boundary Condition Relaxation Method for Stepwise Pedipulation Planning of Biped Robots2009

    • 著者名/発表者名
      Tomomichi Sugihara, Yoshihiko Nakamura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Robotics Vol.25, No.3

      ページ: 658-669

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-line Segmentation and Clustering from Continuous Observation of Whole Body Motions2009

    • 著者名/発表者名
      Dana Kulic, Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Robotics Vol.25, No.5

      ページ: 1158-1166

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of Human Limb Viscoelasticity using Robotics Methods to Support the Diagnosis of Neuromuscular Diseases2009

    • 著者名/発表者名
      Gentiane Venture, Katsu Yamane, Yoshihiko Nakamura, Tomotaka Yamamoto
    • 雑誌名

      International Journal of Robotics Research Vol.28, No.10

      ページ: 1322-1333

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 幾何学的シンボル操作による多様な動作パターンの認識・生成を実現する原始シンボル空間の構成法2009

    • 著者名/発表者名
      稲邑哲也, 谷江博昭, 中村仁彦
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌 Vol.27, No.5,

      ページ: 84-94

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 統計的相関に基づく動作パターンのリアルタイム教師なし分節化と原始シンボルの自律的獲得2009

    • 著者名/発表者名
      高野渉, 中村仁彦
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌 Vol.27, No.9,

      ページ: 1046-1057

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ベースリンクの運動方程式を利用した脚型ロボットの最小力学パラメータの同定2009

    • 著者名/発表者名
      鮎澤光, ベンチャージェンチャン, 中村仁彦
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌 Vol.27, No.9

      ページ: 1066-1077

    • 査読あり
  • [学会発表] Switching Feedback Controllers Based on the Maximal CPI Sets for Stabilization of Humanoid Robots2009

    • 著者名/発表者名
      Ko Yamamoto, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      9th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      20091207-20091210
  • [学会発表] Associating and Reshaping of Whole Body Motions for Object Manipulation2009

    • 著者名/発表者名
      Hirotoshi Kunori, Dongheui Lee, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 発表場所
      St.Louis, USA
    • 年月日
      20091011-20091015
  • [学会発表] Incremental Learning of Integrated Semiotics based on Linguistic and Behavioral Symbols2009

    • 著者名/発表者名
      Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and System
    • 発表場所
      St.Louis, USA
    • 年月日
      20091011-20091015
  • [学会発表] Optimal Estimation of Human Body Segments Dynamics Using Realtime Visual Feedback2009

    • 著者名/発表者名
      Gentiane Venture, Ko Ayusawa, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and System
    • 発表場所
      St.Louis, USA
    • 年月日
      20091011-20091015
  • [学会発表] Comparative Study of Representations for Segmentation of Whole Body Human Motion Data2009

    • 著者名/発表者名
      Dana Kuli'c, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and System
    • 発表場所
      St.Louis, USA
    • 年月日
      20091011-20091015
  • [学会発表] 実世界記号化と言語の推論に基づくインタラクションの想起2009

    • 著者名/発表者名
      金澤稔, 高野渉, 中村仁彦
    • 学会等名
      第27回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20090915-20090917
  • [学会発表] 運動記号と自然言語に基づく帰結推論2009

    • 著者名/発表者名
      川辺直人, 高野渉, 中村仁彦
    • 学会等名
      第27回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20090915-20090917
  • [学会発表] 運動と言語を融合する記号モデルの逐次学習2009

    • 著者名/発表者名
      高野渉, 中村仁彦
    • 学会等名
      第27回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20090915-20090917
  • [学会発表] 筋のグルーピングに基づく二次計画法を用いたリアルタイム筋張力推定2009

    • 著者名/発表者名
      黒崎浩介, 村井昭彦, 中村仁彦
    • 学会等名
      第27回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20090915-20090917
  • [学会発表] Real-Time Identification and Visualization of Human Segment Parameters2009

    • 著者名/発表者名
      Gentiane Venture, Ko Ayusawa, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      31st Annual International Conference of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Minnesota, USA
    • 年月日
      20090904-20090906
  • [学会発表] Detecting Changes in Motion Characteristics During Sports Training2009

    • 著者名/発表者名
      Dana Kulic, Gentiane Venture, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      31st Annual International Conference of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Minnesota, USA
    • 年月日
      20090904-20090906
  • [学会発表] Monitoring the Segment Parameters During Long Term Physical Training from Motion Capture Data2009

    • 著者名/発表者名
      Gentiane Venture, Ko Ayusawa, Dana Kulic, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      31st Annual International Conference of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Minnesota, USA
    • 年月日
      20090904-20090906
  • [学会発表] Characterization of Motor Skill Based on Musculoskeletal Model2009

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Murai, Yamane Katsu, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      31st Annual International Conference of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Minnesota, USA
    • 年月日
      20090904-20090906
  • [学会発表] Computationally Fast Estimation of Muscle Tension for Realtime Bio-feedback2009

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Murai, Kosuke Kurosaki, Yamane Katsu, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      31st Annual International Conference of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Minnesota, USA
    • 年月日
      20090904-20090906
  • [学会発表] Symbolic Proof of Inertia-Parameter Identifiability of Legged Mechanisms from Unactuated Base-Link Dynamics2009

    • 著者名/発表者名
      Ko Ayusawa, Gentiane Venture, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      5th IFAC Symposium on Systems Identification
    • 発表場所
      Saint-Malo, France
    • 年月日
      20090706-20090708
  • [学会発表] Identification of Human Mass Properties from Motion2009

    • 著者名/発表者名
      Gentiane Venture, Ko Ayusawa, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      5th IFAC Symposium on Systems Identification
    • 発表場所
      Saint-Malo, France
    • 年月日
      20090706-20090708
  • [学会発表] Realtime Identification Software for Human Whole-Body Segment Parameters Using Motion Capture and its Visualization Interface2009

    • 著者名/発表者名
      Gentiane Venture, Ko Ayusawa, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20090623-20090626
  • [学会発表] 運動記号と自然言語の連想表現を通じた文脈推定2009

    • 著者名/発表者名
      川辺直人, 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
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20090524-20090526
  • [学会発表] 逆運動学・逆動力学計算の並列化によるリアルタイム筋張力推定と可視化2009

    • 著者名/発表者名
      黒崎浩介, 村井昭彦, 山根克, 中村仁
    • 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
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20090524-20090526
  • [学会発表] Whole Body Motion Primitive Segmentation from Monocular Video2009

    • 著者名/発表者名
      Dana Kulic, Dongheui Lee, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      20090512-20090517
  • [学会発表] A Numerical Method for Choosing Motions with Optimal Excitation Properties for Identification of Biped Dynamics-An Application to Human2009

    • 著者名/発表者名
      Gentiane Venture, Ko Ayusawa, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      20090512-20090517
  • [学会発表] Muscle Tension Database for Contact-Free Estimation of Human Somatosensory Information2009

    • 著者名/発表者名
      Katsu.Yamane, Akihiko Murai, Sadahiro Takaya, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      20090512-20090517
  • [学会発表] Statistically Integrated Semiotics that Enables Mutual Inference between Linguistic and Behavioral Symbols for Humanoid Robots2009

    • 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
      Kobe, Japan
    • 年月日
      20090512-20090517
  • [学会発表] Neuromusculoskeletal Human Modeling from Robotic Optimization and Algorithms(Plenary Speech)2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      2009 IEEE International Conference on Humanoid Robots
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2009-12-10
  • [学会発表] Electro-Hydrostatic Transmission for Backdrivable Robotic Actuators(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IARP Workshop on Service Robotics and Nanorobotics
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2009-10-29
  • [学会発表] Many Pathways Between Biology and Robotics(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IEEE/RSJ IROS Workshop, Biologically-Inspired Robots
    • 発表場所
      St.Louis, USA
    • 年月日
      2009-10-11
  • [学会発表] Modeling and Analysis of Human Behavior from Robotics(Plenary Speech)2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      International Society for Posture and Gait Research, XIX Biennial Meeting
    • 発表場所
      Bologna, Italy
    • 年月日
      2009-06-21
  • [学会発表] Stochasticity in Modeling Human Mobility(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IEEE ICRA Workshop on Stochasticity in Robotics and Biological Systems
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2009-05-12
  • [備考]

    • URL

      http://www.ynl.t.u-tokyo.ac.jp/index.html

  • [産業財産権] リアルタイム筋張力提示装置2010

    • 発明者名
      中村仁彦, 黒崎浩介, 山根克, 村井昭彦
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2010/052322
    • 出願年月日
      2010-02-17

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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