実世界の性質を利用した状態行動空間の抽象化と実ロボットへの実装方法の確立

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 22K12155
• 研究機関: 法政大学
• 研究代表者: 伊藤 一之 法政大学, 理工学部, 教授 (90346411)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: ソフトロボット / 生物規範型ロボット / 柔軟ハンド / 昇降ロボット

研究実績の概要

従来の枠組みの問題点は、「本来、複数のメカニズムによって実現されている汎化作用を、統計に基づくメカニズムのみで説明しようとしている点」にあると考えられる。統計に基づく汎化作用は非常に有効であり、高等生物はこの仕組みを用いていると考えられるが、統計的な仕組みだけでは、情報処理能力の劣った下等な生物の汎化能力を説明することができない。
本研究では、「汎化機能を実現しているものは、学習により得られる内部モデルではなく、実世界に最初から存在している普遍的性質である」との仮説をたて、この実世界の普遍的な性質を利用するためのロボットの身体の設計方法、並びに、ロボットが環境に働きかけるなかで、新たな普遍的性質を発見し、状態・行動空間を分化させ、振る舞いの精度を向上させてゆくための発見・学習アルゴリズムの提案を行うことを目的とする。
2023年度は、昨年度より開発を行っているロボットを用いて実験を行い、提案手法の有用性について確認を行った。未知形状物を把持可能なソフトロボットハンドについては、野菜や果物を掴み移動させるタスクを行い、実用へ向けた性能評価を行った。また、柱状物を昇降可能なソフトロボットについては、その制御に強化学習を適用し、汎化が身体と環境との相互作用により実現可能なことを確認した。突起物の存在する環境を移動可能なソフトロボットについては、これまでのロボットに比べ大幅な性能の向上を確認した。
研究成果の発表ならびに、関連研究の調査については、コロナ禍も終息したため、徐々に再開しているが、まだ、コロナ前の水準には戻っておらず、予定よりも遅れている。

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

コロナ禍も終息し、実験も可能となったため概ね予定通り進んでいる。
但し、研究発表については若干の遅れがあるため、今後は成果のまとめと公表に尽力していく。

今後の研究の推進方策

次年度が最終年度となるため、これまでの成果をまとめて、論文や国際会議などで公表していくことに注力していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

国際会議、論文等、研究成果発表が遅れており、そのための実験費用、旅費などが繰越となった。次年度は、特に成果発表に力を入れ、遅れを取り戻す予定である。具体的には、以下の国際会議ならびにジャーナルへの投稿を予定している。
ジャーナル:【Journal of Robotics and Mechatronics】,【 Journal of Artificial Life and Robotics】
国際会議:【IEEE International Conference on Intelligent Systems, Varna, Bulgaria】,【International Symposium on Artificial Life and Robotics, Oita, Japan】

研究成果

• [学会発表] Soft Cylindrical Robot: NEJIRIⅡ- New locomotion pattern to overcome steps and bumps- (2024)
  • 著者名/発表者名: K.Sakakibara, K.Ito
  • 学会等名: International Symposium on Artificial Life and Robotics
  • 国際学会
• [学会発表] Multi-Legged Robot SHINAYAKA-L Ⅶ -Transformation between Centipede Form and Cylindrical Form (2024)
  • 著者名/発表者名: T. Okajima, K. Ito
  • 学会等名: IEEE/SICE International Symposium on System Integration
  • 国際学会
• [学会発表] URARAKAⅦ:Multi-Legged Wall Climbing Robot -Improving of mobility to Travel from a Horizontal Floor to a Vertical Wall- (2023)
  • 著者名/発表者名: Y.Hiramaki, K. Ito
  • 学会等名: International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 国際学会
• [学会発表] Octopus-Like Soft Robot Hand for Handling Vegetables and Fruits (2023)
  • 著者名/発表者名: Y. Hotoda, K. Ito
  • 学会等名: International Conference on Advanced Mechatronic Systems
  • 国際学会
• [学会発表] 強化学習を用いた柔軟多脚型ロボットの制御-ソフトボディを用いた状態行動空間の抽象化 (2023)
  • 著者名/発表者名: 水野吏揮, 伊藤一之
  • 学会等名: 電気学会 制御研究会
• [備考] 法政大学 知能ロボット研究室
  • URL: https://www.k.hosei.ac.jp/~ito/