フィードバック誤差学習と統計学習によるロボットアームの運動制御と監視

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560531
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 制御工学
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 杉本 謙二 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (20179154)
• 研究分担者: 橘 拓至 福井大学, 工学部, 准教授 (20415847)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 制御理論 / 適応学習制御 / フィードフォワード / オンライン同定 / 2自由度構造 / マルチモデル / 非線形システム / ロボットアーム

研究概要

フィードバック誤差学習を適応学習制御の手法として発展・深化させること、および近年、大きく進展した統計学習の手法をフィードバック誤差学習の双対的な立場で検討し、両者を相補的に活用してロボットアームの運動制御や監視を達成すること、の二つが研究目的であった。前者については、制御則と学習則の分離によってこれまで未解決だった閉ループ系への影響を遮断することができ、さらに単独でなく多数の線形フィルタを並列させるフィルタバンク構成に拡張することにより非線形性にも対処できる強力な学習制御の手法を開発できた。一方、後者については理論は完成したもののシミュレーションが期待通りの結果を示さない状態に留まっている。

研究成果

• [雑誌論文] スケジュール化された局所重み付き回帰によるフィードフォワード学習制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本匡史,土居昭博,杉本謙二
  • 雑誌名: システム制御情報学会論文誌 巻: 27巻, 6号(採録決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Feedforward Learning Control by Scheduled Locally Weighted Regression (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sugimoto, A. Doi, and T. Matsumoto(Caen, France)
  • 雑誌名: IFAC International Workshop on Adaptation and Learning in Control and Signal Processing (ALCOSP 2013) ページ: 239-244
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved Blind Deconvolution Scheme for System Identification (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Marimon, D. Tanaka, and K. Sugimoto(Nagoya)
  • 雑誌名: SICE Annual Conference 巻: (in Proceedings) ページ: 505-510
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Scheme for Independent Component Analysis via Adjoint Polynomial Matrix (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Marimon, D. Tanaka, and K. Sugimoto(Ryukyu University, Okinawa)
  • 雑誌名: The 45th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Application 巻: SB3-1 ページ: 161-162
  • 査読あり
• [雑誌論文] 調理家電における計測と制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木新,杉本謙二
  • 雑誌名: リレー解説:社会を支え,暮らしに息づく『制御』《第10回》,計測と制御 巻: 51巻9号 ページ: 868-873
• [雑誌論文] Blind identification of polynomial matrix fraction for disturbance rejection (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Tanaka, T. Hirotani and K. Sugimoto(Aalborg, Denmark)
  • 雑誌名: 7th IFAC Symposium on Robust Control Design (ROCOND'12) ページ: 69-74
  • 査読あり
• [雑誌論文] Threshold Design for Low Cost Wave Sensors Through Statistical Analysis of Data (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Marimon and K. Sugimoto(Genova, Italy)
  • 雑誌名: IEEE SOSE 2012 7th International Conference on System of Systems Engineering
  • 査読あり
• [雑誌論文] 逆システムの直列結合による仮想フィードバック誤差学習 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野口慎,杉本謙二
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: Vol.48, No.2 ページ: 93-101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Virtual Feedback Error Learning Control (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsubara, M. Noguchi, A. Satoh and K. Sugimoto(Tokyo)
  • 雑誌名: SICE Annual Conference 2011 ページ: 1715-1720
  • 査読あり
• [学会発表] 線形近似が零点を持つ制御対象へのScheduled LWR学習制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本匡史,杉本謙二
  • 学会等名: 第1回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 電気通信大学(7D5-3 (USB))
  • 年月日: 2014-03-07
• [学会発表] スケジュール化された局所重み付き回帰によるフィードフォワード制御器の学習 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土居昭博,杉本謙二
  • 学会等名: 第13回計測自動制御学会制御部門大会
  • 発表場所: アクロス福岡(ポスター発表,口頭発表)
  • 年月日: 20130306-08
• [学会発表] 随伴多項式行列による独立成分分析とセミブラインド同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: Maricris Marimon,田中大介,杉本謙二
  • 学会等名: 第56回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 新潟大学(in CDROM)
  • 年月日: 2013-11-17
• [学会発表] 零点を持つ制御対象へのフィードフォワード学習制御―学習則と制御則の分離 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松本匡史,杉本謙二
  • 学会等名: 第56回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 新潟大学(in CDROM)
  • 年月日: 2013-11-16
• [学会発表] Just-in-timeフィードフォワード制御のためのオンライン同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉本謙二,松本匡史,土居昭博
  • 学会等名: 第57回システム制御情報学会研究発表講演会(SCI'13)
  • 発表場所: 兵庫県民会館(321-4 (DVD))
  • 年月日: 2013-05-17
• [学会発表] 簡易型2自由度構成によるフィードフォワード学習制御と2リンク柔軟アームへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松本匡史,土居昭博,杉本謙二
  • 学会等名: 計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会若手研究発表会
  • 発表場所: 学校法人常翔学園大阪センター
  • 年月日: 2013-01-18
• [学会発表] Designing Threshold Criteria for Low Cost Wave Sensors using Statistical Data Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: M. C. Marimon,杉本謙二
  • 学会等名: 第55回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2012-11-18
• [学会発表] Scheduled LWRによるフィードフォワード制御器の学習 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土居昭博,杉本謙二
  • 学会等名: 第55回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] プレフィルタとフィードフォワード制御による逆ダイナミクスの学習 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松原大和,杉本謙二
  • 学会等名: 第3回プラントモデリング・第12回適応学習制御合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2012-04-12
• [学会発表] 局所重み付き回帰によるフィードフォワード制御の設計と移動ロボット実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 片岡荘太,杉本謙二
  • 学会等名: 第12回計測自動制御学会制御部門大会
  • 発表場所: 奈良県文化会館
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] 半正定値計画問題によるネットワーク仮想化に適した物理ネットワークのトポロジ設計法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森美華,橘拓至,平田健太郎,杉本謙二
  • 学会等名: 電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] 仮想ネットワークの構築に適した物理ネットワークの設計技術の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森美華,橘拓至,平田健太郎,杉本謙二
  • 学会等名: 電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
  • 発表場所: 那覇市
  • 年月日: 2012-01-26
• [学会発表] 逆システムのLazy Learningによる適応制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片岡荘太,杉本謙二
  • 学会等名: 第54回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 20111119-20
• [学会発表] ロバストな仮想ネットワークを提供するための物理ネットワーク設計法の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森美華,橘拓至,平田健太郎,杉本謙二
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] FIR近似の学習則を射影したIIRフィルタによるブラインド信号分離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 広谷拓也,斉藤紀彦,杉本謙二
  • 学会等名: 第55回システム制御情報学会研究発表講演会(SCI'11)
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス
  • 年月日: 2011-05-17
• [備考] K. Sugimoto, Feedback Error Learning : From Biological Model To Control Engineering : A Multi-model Perspective, King Fahd University of Petroleum and Minerals, Saudi Arabia, 5 May, 2014
• [備考] K. Sugimoto, Blind Signal Deconvolution and Learning Feedforward Control : Two Applications of On-line Inverse Dynamics Learning, Laboratory for Analysis and Architecture of Systems, CNRS, France, 8 July, 2013
• [備考] 杉 本謙二,これだけは知っておきたいビ ッグデータ解析,第4回けいはんな植物工場 ネットワーク会議,けいはんなプラザ,京都 府相楽郡精華町光台, 2月5日, 2013
• [備考] 杉 本謙二,計測制御にできること・でき ないこと,第1回けいはんな植物工場ネット ワーク会議,けいはんなプラザ,京都府相 楽郡精華町光台, 7月6日, 2012
• [備考] 杉 本謙二,情報科学から見た植物工場,けいはんなプラザ,相楽郡精華町光台,ア グリバイオ研究会, 9月2日, 2011