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2014 年度 実績報告書

パルスニューラルネットワークを用いた人型ロボットの行動制御法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25870842
研究機関関東学院大学

研究代表者

元木 誠  関東学院大学, 理工学部, 准教授 (20440282)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードパルスニューラルネットワ ーク / 人型ロボット / 転倒回避
研究実績の概要

本研究で使用するキッズサイズ人型ロボットとして,株式会社アールティから販売されているキッズサイズ二足歩行ロボット「RIC-90」を購入し,各種センサおよび自律制御用PCを搭載することで自律行動できるように改良を施した。これにより,本研究の目的である,ニューラルネットワークを全高が子供程度の人型ロボットのコントローラとして使用することで,芝生や砂地など様々な地面でも転倒しない行動制御法の考案および実機での検証が可能となった。
人型ロボットのコントローラとして使用するニューラルネットワークの考案については,まず,車輪型自律移動ロボットのコントローラとしてパルスニューラルネットワークを使用した場合の車輪のスリップやセンサノイズなどの外乱に対する頑健性を実機実験で調査した。その結果,パルスニューラルネットワークは外乱に対する頑健性が非常に低いことが明らかとなった。このままでは人型ロボットの歩行時の姿勢制御には使用できないことから,引き続き,車輪型自律移動ロボットを用いて外乱に強いパルスニューラルネットワークのモデルを検討している。今後は,外乱に強いパルスニューラルネットワークのモデルを考案した後,そのモデルを人型ロボットのコントローラとして使用し,様々な地面でも転倒しない行動制御法を研究する。
また,キッズサイズではないが,以前から研究している小型(全高35cm)の人型ロボットを用いて,遺伝的アルゴリズムとニューラルネットワークにより,歩行時の転倒回避動作をリアルタイムに補正するとともに,適切なタイミングで適切な動作を行う行動ルールを強化学習で構築する手法を改良した。検証実験の結果,従来よりも転倒回避行動の成功率が向上した。今後は本手法をキッズサイズ人型ロボットに適用する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] ロボットチャレンジ課題を用いた機械学習応用教育2015

    • 著者名/発表者名
      元木 誠
    • 雑誌名

      情報処理

      巻: 56 ページ: 71-73

    • 査読あり
  • [学会発表] 機械学習による二足歩行ロボットの歩行時の斜め方向への転倒回避行動2014

    • 著者名/発表者名
      元木 誠
    • 学会等名
      平成26 年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      島根大学松江キャンパス(松江市)
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-06
  • [学会発表] パルスニューラルネットワークを用いた車輪型自律移動ロボットコントローラの性能調査2014

    • 著者名/発表者名
      小山裕昭,清水拓巳,千葉 亮,元木 誠
    • 学会等名
      平成26 年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      島根大学松江キャンパス(松江市)
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-06
  • [学会発表] 機械学習による自律行動を検証するためのキッズサイズ二足歩行ロボットの開発2014

    • 著者名/発表者名
      清水拓巳,小山裕昭,千葉 亮,元木 誠
    • 学会等名
      平成26 年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      島根大学松江キャンパス(松江市)
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-06

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公開日: 2016-06-01  

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