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2022 年度 実施状況報告書

Development of Lifelong SLAM System for Service Robots using Deep Semantic Information

研究課題

研究課題/領域番号 21K14115
研究機関東北大学

研究代表者

Ravankar Ankit  東北大学, 工学研究科, 特任准教授 (40778528)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードSLAM / Navigation / Deep Learning / Semantic Understanding / Path Planning / Robotics
研究実績の概要

This study aims to develop a lifelong semantic navigation system for mobile robots in dynamic environments by addressing two main problems, 1. Semantic understanding of everyday objects in indoor environments for long-term mapping and navigation, and 2. Planning under uncertainty for object search, detection, and exploration using multi-layered semantic maps. Data collection in simulated and real environments and tests for search-based optimized planning has been conducted. The project aims to enhance human-robot interaction in service robots by providing deep understanding of daily objects and their associations with locations, and developing an ontology for lifelong learning. This system can improve performance in tasks like search and exploration in dynamic settings.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

In the fiscal year, we implemented and tested the proposed framework in both simulated and real environments, using a house-like setting for data collection and testing various mapping and navigation algorithms. We completed the multi-layered semantic map pipeline and heuristic search and planning in diverse scenarios. Sensor integration on the robot system and deep learning training on common household objects were accomplished. The project resulted in a new multi-layer semantic mapping framework with metric maps, object maps, and search region maps within the simulated house.

今後の研究の推進方策

In the next fiscal year, we plan to conduct a long-term mapping and navigation study within Tohoku University's living lab facility (a simulated house). We aim to enhance robot planning by adding new layers to the semantic map to account for human presence including layers for privacy and understanding social interactions for navigation. We also plan to extend the framework to incorporate multi-robots for improved object search in semantic maps and develop task allocation algorithms. Integration with IoT devices for speech-based interaction is also on the agenda. Lastly, we will test cutting-edge deep learning networks to optimize the power and performance efficiency of the navigation system.

次年度使用額が生じた理由

For next FY we plan to attend several international conferences (IEEE-CASE23, IEEE-IROS23, IEEE-ICRA23, IEEE/SICE SII24) and publish the research results in journal magazines. Purchase PC related parts, GPU, and test new sensors for the tests in indoor scenarios. Some miscellaneous budget is required to purchase electrical and mechanical components, batteries for the robot, sensor replacement parts, and other experiment related items.

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] CARE: Cooperation of ai Robot Enablers to Create a Vibrant Society2023

    • 著者名/発表者名
      Ravankar Ankit A.、Tafrishi Seyed Amir、Salazar Luces Jose V.、Seto Fumi、Hirata Yasuhisa
    • 雑誌名

      IEEE Robotics & Automation Magazine

      巻: 30 ページ: 8~23

    • DOI

      10.1109/MRA.2022.3223256

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Driving Assistance for Personal Mobility Considering Sense of Agency Based on User’s Destination Estimation2022

    • 著者名/発表者名
      Akira Okamoto、Yusuke Tamura、Ankit Ravankar、Yasuhisa Hirata
    • 学会等名
      ロボティクスシンポジア予稿集
  • [学会発表] PSM: A Predictive Safety Model for Body Motion Based On the Spring-Damper Pendulum2022

    • 著者名/発表者名
      Tafrishi Seyed Amir 、Ravankar Ankit A.、Hirata Yasuhisa
    • 学会等名
      2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic Dimensional Inspection System of Railcar Wheelset for Condition Monitoring2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Emoto、Ankit A Ravankar、Abhijeet Ravankar、 Takanori Emaru、Yukinori Kobayashi
    • 学会等名
      2022 61st Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers (SICE)
    • 国際学会
  • [学会発表] An object-oriented navigation strategy for service robots leveraging semantic information2022

    • 著者名/発表者名
      Akash Chikhalikar、Ankit A Ravankar、 Jose Victorio Salazar Luces、Seyed Amir Tafrishi、 Yasuhisa Hirata
    • 学会等名
      2023 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Health Assist System through Character Recognition of Food Receipts2022

    • 著者名/発表者名
      Ravankar Abhijeet、Ravankar Ankit A.、Arpit Rawankar
    • 学会等名
      The Twenty-Eighth International Symposium on Artificial Life and Robotics 2023 (AROB 28th 2023),
    • 国際学会
  • [学会発表] Cooperation of Assistive Robots to Improve Productivity in the Nursing Care Field2022

    • 著者名/発表者名
      Hirata Yasuhisa、Luces Jose Victorio Salazar、Ravankar Ankit A.、Tafrishi Seyed Amir
    • 学会等名
      The International Symposium of Robotics Research (ISRR)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Robot Path Planning in Narrow Environments Using Improved Roadmap Sampling2022

    • 著者名/発表者名
      Ravankar Ankit A.、Ravankar Abhijeet、Seyed Amir Tafrishi、Jose Victorio Salazar Luces、 Yasuhisa Hirata
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2022
  • [学会発表] Dynamic Motion Planning For Mobile Robots Considering Moving Obstacles2022

    • 著者名/発表者名
      Ravankar Ankit A.、Ravankar Abhijeet、Seyed Amir Tafrishi、Jose Victorio Salazar Luces、 Yasuhisa Hirata
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2022
  • [学会発表] Simulation-based Mobile Robot Navigation for Precision Agriculture Monitoring Application2022

    • 著者名/発表者名
      Ravankar Ankit A.、Ravankar Abhijeet、Seyed Amir Tafrishi、Jose Victorio Salazar Luces、 Yasuhisa Hirata
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2022
  • [学会発表] Cooperative Navigation in Multi-Robot System2022

    • 著者名/発表者名
      Ravankar Abhijeet、Ravankar Ankit A.
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2022
  • [学会発表] Robot Exploration Algorithm for Structured Environment2022

    • 著者名/発表者名
      Ravankar Abhijeet、Ravankar Ankit A.
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2022
  • [学会発表] Distributed Docking Station System for Mobile Robots2022

    • 著者名/発表者名
      Ravankar Abhijeet、Ravankar Ankit A.
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2022
  • [学会発表] Multi-robot Navigation Using Improved Pheromone Trailing2022

    • 著者名/発表者名
      Ravankar Abhijeet、Ravankar Ankit A.
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2022
  • [学会発表] Video Stabilization Algorithm for Vineyard Robots2022

    • 著者名/発表者名
      Ravankar Abhijeet、Ravankar Ankit A.
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2022
  • [学会発表] 受動的な福祉用具の搬送を実現する自律走行ロボットの開発2022

    • 著者名/発表者名
      董宗昊, ホセサラザル, アンキットラワンカル, アミルタフリシ セイエド, 平田泰久
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2022
  • [学会発表] 複合現実技術を用いた介護動作教示システム2022

    • 著者名/発表者名
      青木吾郎, ホセサラザル, アンキットラワンカル, アミルタフリシ セイエド, 平田泰久
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2022
  • [学会発表] 転倒事故の回避を目的とした寄り添い型歩行支援ロボットの開発2022

    • 著者名/発表者名
      寺山隼矢, セイエドアミルタフリシ, アンキットラワンカル, ホセサラザル, 平田泰久
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2022
  • [学会発表] 障害物回避機能を搭載したアバターロボットによる没入型バーチャルウォーキング2022

    • 著者名/発表者名
      阪田 葵、Ankit A Ravankar、 Jose Victorio Salazar Luces、Seyed Amir Tafrishi、 平田泰久
    • 学会等名
      第23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(SI2022)
  • [学会発表] 人に歩く挑戦を促す寄り添い型歩行支援ロボットの開発2022

    • 著者名/発表者名
      寺山隼矢,Seyed Amir Tafrishi、Ankit A Ravankar、 Jose Victorio Salazar Luces、平田泰久
    • 学会等名
      第23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(SI2022)
  • [学会発表] スウィング型三輪自転車のための障害物回避制御2022

    • 著者名/発表者名
      千葉 魁志、Salazar Luces Jose Victorio、Ravankar Ankit、Tafrishi Seyed Amir、平田 泰久
    • 学会等名
      第23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(SI2022)
  • [学会発表] 作図線検知に基づく路面標示の自動施工システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      堀 航輔、サラザル ホセ、ラワンカル アンキット、東 弘一朗、宇都宮 崇之、 平田 泰久
    • 学会等名
      第23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(SI2022)
  • [学会発表] 単眼カメラによるレーン認識システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      山倉裕己、 ラワンカル・アビジート、 ラワンカル・アンキット
    • 学会等名
      情報処理北海道シンポジウム2022
  • [学会発表] カメラ映像におけるプライバシー保護システムの開発 102022

    • 著者名/発表者名
      加藤源、 ラワンカル・アビジート、 ラワンカル・アンキット
    • 学会等名
      情報処理北海道シンポジウム2022
  • [学会発表] 室内ロボットの接近報告アラームシステム開発2022

    • 著者名/発表者名
      中村由佳、 ラワンカル・アビジート、 ラワンカル・アンキット
    • 学会等名
      情報処理北海道シンポジウム2022
  • [学会発表] 小売店における買い物支援ロボットシステムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      小椋彩歌、 ラワンカル・アビジート、 ラワンカル・アンキット
    • 学会等名
      情報処理北海道シンポジウム2022
  • [学会発表] COVID-19抑止向け接触箇所の検出システム2022

    • 著者名/発表者名
      後藤基次郎、 ラワンカル・アビジート、 ラワンカル・アンキット
    • 学会等名
      情報処理北海道シンポジウム2022
  • [学会発表] 画像処理を用いたスマートショップの開発2022

    • 著者名/発表者名
      勝間田有介、ラワンカル・アビジート, ラワンカル・アンキット
    • 学会等名
      情報処理北海道シンポジウム2022
  • [学会発表] 画像処理による組み立て作業における作業者の効率を評価する システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      小椋翔太、ラワンカル・アビジート、 ラワンカル・アンキット
    • 学会等名
      情報処理北海道シンポジウム2022
  • [学会発表] 複数カメラによる人物追跡システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      石川瞭太、 Abhijeet Ravankar、 Ankit A Ravankar
    • 学会等名
      情報処理北海道シンポジウム2022
  • [学会発表] 画像処理と機械学習を用いたスマートヘルスケアのシステム開発2022

    • 著者名/発表者名
      岡村怜、 Abhijeet Ravankar、 Ankit A Ravankar
    • 学会等名
      情報処理北海道シンポジウム2022
  • [学会発表] レシート画像の OCR および情報分析による栄養管理システム開発2022

    • 著者名/発表者名
      中島圭哉、ワンカル・アビジート、 ラワンカル・アンキット
    • 学会等名
      情報処理北海道シンポジウム2022

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公開日: 2023-12-25  

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