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2022 年度 実績報告書

ロボットによる操作対象物体の外見的・内面的特徴に合わせた道具使用学習モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 20J21255
研究機関早稲田大学

研究代表者

斎藤 菜美子  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
キーワードマニピュレーション / 深層学習 / マルチモーダル学習 / 道具使用 / ヒューマノイドロボット / 認識
研究実績の概要

ロボットの視覚・触覚・力覚を効果的に用い、対象物体の形状に合わせた動作を生成するための深層予測学習モデルを提案した。提案するモデルは、視覚情報から物体形状の特徴量を予測するモジュールと、力覚と触覚を用いて動作を生成するための再帰型深層予測学習モジュールから構成される。まず初めに視覚により大まかな物体形状を捉えて特徴量を算出し、その特徴量を再帰型学習モジュールの潜在空間に入力した後、力覚と触覚を使って詳細に凹凸を知覚しながら動作生成をさせる。評価実験では物体の表面を拭き取る掃除タスクをロボットに行わせ、視認できない、物体の裏面やロボット本体により隠れた場所でも拭き動作を達成できることを示した。この成果は国際会議IEEE ICRA 2022にて研究発表を行い、Travel Awardを受賞し、高く評価された。
続いて英国エジンバラ大学に4月から9月の間滞在して共同研究をし、長期マニピュレーションタスク実現のための深層学習モデルを提案した。長期のタスクを、短期の目標であるサブゴールに切り分けて、現在の状態と最終目標の差分を元に次のサブゴールを順に予測し、そのサブゴールを一つ一つ達成するための動作計画をさせる。ロボットにピザを組み立て、ナイフかピザカッターを選択させて切る作業を実現させ、未学習の物体と道具の配置でも正しく作業を行えることを示した。ロボットのセットアップ・実験・論文執筆はエジンバラ大学の研究者と共に行い、技術交流・意見交換をした。論文はIEEE ICRA2023にてacceptされており、2023年5月の会議にて発表予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] the University of Edinburgh/Alan Turing Institute(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      the University of Edinburgh/Alan Turing Institute
  • [雑誌論文] Utilization of Image/Force/Tactile Sensor Data for Object-Shape-Oriented Manipulation: Wiping Objects With Turning Back Motions and Occlusion2022

    • 著者名/発表者名
      Saito Namiko、Shimizu Takumi、Ogata Tetsuya、Sugano Shigeki
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 7 ページ: 968~975

    • DOI

      10.1109/LRA.2021.3136657

  • [学会発表] Utilization of Image/Force/Tactile Sensor Data for Object-Shape-Oriented Manipulation: Wiping Objects With Turning Back Motions and Occlusion2022

    • 著者名/発表者名
      Saito Namiko
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2023)
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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