2017 Fiscal Year Annual Research Report
注意誘導と内省評価機能に基づく生活共生型ロボットの支援行動獲得実現システムの研究
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17J08965
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
古田 悠貴 東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC2)
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Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2019-03-31
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Keywords | エピソード記憶 / 長期記憶蓄積 |
Outline of Annual Research Achievements |
本年度は本研究における重要な目的の1つとなる,ロボットの自律的な高次知識を獲得・構成していく上で必要となるロボットの個々の共生家庭環境における行動・観察経験の蓄積機構の構成法について明らかにするとともに実ロボットにおいて動作するシステムとしての開発・統合を行った. ロボットが自律的に各家庭環境における知識や規則を獲得するためには,実際の環境に人間と共生し環境を長期間にわたって観測しつづけることが必要となるが,そのためにはロボットから得られる膨大なセンサデータから知識獲得に有用な知識を抽出・構造化していく必要がある.本研究では人間の記憶構造のうち長期記憶の1種であるエピソード記憶に着目し,従来では行動計画前に与えられ,固定的であったロボットの記憶構造をエピソード記憶を用いて更新していくロボットシステムを提案した. 蓄積されたエピソード記憶からロボットが行動する各環境において局所的に通用する規則・知識などの文脈を自律的に学習・獲得していくための構成法について片付けタスクを例に考察し,蓄積データから得られるセマンティックな情報と関連付けられたセンサデータを深層学習・3次元点群処理に基づく物体位置・クラス推定により生成される確率マップと,ロボットが環境状態に関する知識としてもつセマンティック地図を矛盾なく組み合わせることで,環境における文脈に適応した行動の計画と動作が可能であることを,実ロボットによる実験を通して示した. また個々の研究成果について適宜国際学会等において成果の発表を行った他,研究の発展や応用について独ブレーメン大学との国際連携研究を通して議論した.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度では、ロボットが従来扱っていた社会一般的に通用する知識に加え、実際に動く個々の環境から得られる知識を獲得するためのエピソード記憶の蓄積をロボットが自律的に実現するためのシステム構成要素を明らかにし、実際にロボットを用いて片付けタスクを環境に適した形で行うことで、その応用例として示し、システムの有効性を評価した。 一方で、物体の配置や手順など片付けで使われる知識以外のドメインにおける例を増やしてシステムの有効性についてさらなる検証が必要であり,これに取り組むほか、内省評価や一貫性の維持などについても引き続き要素開発に取り組む予定である.
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Strategy for Future Research Activity |
本研究ではロボットが家事支援タスクを自律的に行う上で必要となる知識や動作を,実際の家庭環境で長期的に動作しながら蓄積したロボット自身の記憶に照らしながら獲得,管理し,家事支援行動を一般知識のみならずロボットの活躍する各家庭や環境の規範に即して適応しながら計画・実行できる自己内省型知能を備えたロボットシステムの構成法を明らかにすることを目的としている. 初年度ではシステムの中核となるロボットの自律的な知識獲得・管理手段として,エピソード記憶に着目し,ロボットの生活環境に関する知識・経験を蓄積し,その記憶から個々の環境に適応した行動計画・実行を行うためのモジュールについて開発と実ロボットを用いた実験を以て検討を行った. エピソード記憶はロボットが行動を計画するために必要なセマンティックな記憶の他に,人間の動作の時系列を観測したデータを利用することで,行動目的を達成するための具体的な動作や行動の達成条件を得ることが可能である. 次年度では蓄積したエピソード記憶のうちこのような人間を観測する事によって得られる経験をロボットの扱うことのできる構造的な情報へ抽出し,ロボットの行動計画や動作制御に利用することで,各家庭に適応し,長期行動が可能なロボットシステムの構成について検討・考察していき,研究の全体像についてまとめる予定である.
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Research Products
(4 results)