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2018 Fiscal Year Annual Research Report

筋骨格ヒューマノイドを用いた身体像のファースト・スローダイナミクスの創発モデル

Publicly Offered Research

Project AreaUnderstanding brain plasticity on body representations to promote their adaptive functions
Project/Area Number 17H05908
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

細田 耕  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (10252610)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Keywords身体性システム / 身体像 / 筋骨格ロボット / ヒューマノイド
Outline of Annual Research Achievements

(1)筋シナジーを考慮した駆動方式の考案
多数の筋によって駆動される筋骨格ヒューマノイドは,その姿勢を制御することができるだけでなく,全身の緊張を制御することもできる.しかし一方で,筋シナジーを発見することができなければ,この二つをどのように制御すればよいかの指針を得ることができない.本研究では,同一次元オートエンコーダに,ヒューマノイドの手先位置に関する情報を付加することによって,このような筋シナジーをネットワーク上にコピーし,のちの制御に再利用できるような学習法を提案し,実験によってその有効性を検証した.人間も複雑な筋骨格構造を持っており,これをどのように制御しているかは,古くからサイバネティクスの問題として提示されており,この問題に対する構成論的な答えになりうる.
(2)筋骨格ロボットを用いた身体像の構築に関する構成論的実験
試作された筋骨格ヒューマノイドを用いて,カメラでとらえた手先位置と,筋の駆動パターンの間にどのような関係が存在するかを,モータバブリングと呼ばれる学習法で学習し,学習後は,手先を望みの位置に移動させるための筋駆動パターンが生成される枠組みを提案した.提案法は,試作した筋骨格ヒューマノイドロボットに実装され,24時間を超える長期の学習を経て,手先の位置と筋駆動パターンの間に一定の関係が学習できること,さらにはその学習結果を用いて,手先を望みの位置に移動することができることを実験的に示した.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (27 results)

All 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 16 results,  Invited: 9 results)

  • [Journal Article] Anthropomorphic Musculoskeletal 10 degrees-of-freedom Robot Arm driven by Pneumatic Artificial Muscles2018

    • Author(s)
      Arne hitzmann, Hiroaki Masuda, Shuhei Ikemoto, and Koh Hosoda
    • Journal Title

      Advanced Robotics

      Volume: 32 Pages: 865-878

    • DOI

      10.1080/01691864.2018.1494040

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ニューラルネットワークから抽出される線形状態方程式に基づく制御系設計2018

    • Author(s)
      池本周平,Duan Yu,細田耕
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • [Presentation] ニューラルネットワークの解析的表現に基づく身体表現の獲得と利用2018

    • Author(s)
      組泰樹,池本周平,細田耕
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • [Presentation] ヒトのペダリング運動を解析する筋骨格ロボットの開発2018

    • Author(s)
      嘉納秀一,陳宗遠,高山仁志,細田耕
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • [Presentation] 歩容遷移する2脚ロコモーションモデルの提案2018

    • Author(s)
      進寛史,池本周平,細田耕
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • [Presentation] マルハナバチによる遠隔操縦型マルチコプタの開発2018

    • Author(s)
      小林広希,清水正宏,山口美悠,細田耕
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • [Presentation] ヒトの脊髄回路を規範とする筋骨格ロボットアームの開発2018

    • Author(s)
      山西賢,Arne Hitzmann,池本周平,細田耕
    • Organizer
      第24回ロボティクスシンポジア
  • [Presentation] Development of Pneumatic Quadrupedal Robot Performing Multiple Gaits by Simple Motor Commands2018

    • Author(s)
      Yugo Kajiwara, Shuhei Ikemoto, and Koh Hosoda
    • Organizer
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A New Concept of Pneumatic Tacile Sensor using Pressure Wave Propagation in a Soft Chamber2018

    • Author(s)
      Ryo Okunaka, Shuhei Ikemoto, and Koh Hosoda
    • Organizer
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Common Dimensional Auto-Encoder for Redundant Inverse Kinematics Problems2018

    • Author(s)
      Shuhei Ikemoto, Hiroaki Masuda, and Koh Hosoda
    • Organizer
      The 2st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science (EmboSS 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Constructive Approach for Understanding Reflex Functions on Bipedal Hopping2018

    • Author(s)
      XiangXiao Liu, SHuhei Ikemoto, Masahiro Shimizu, and Koh Hosoda
    • Organizer
      The 2st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science (EmboSS 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Towards the Exploitation of External Constraints with Robots Actuated by Pneumatic Artificial Muscles2018

    • Author(s)
      Arne Hitzmann, Shuhei Ikemoto, and Koh Hosoda
    • Organizer
      IEEE International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Micro-robot Driven by Cardiac Cells That Cooperatively Beating2018

    • Author(s)
      Masahiro Shimizu, Koki Maekawa, Kanta Kitaiwa, and Koh Hosoda
    • Organizer
      IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems (CBS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optimal Feedback Control Based on Analytical Linear Models Extracted from Neural Networks Trained for Nonlinear Systems2018

    • Author(s)
      Duan Yu, Shuhei Ikemoto, and Koh Hosoda
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Observation of Calcium Wave on Physical Stimulus for Realizing Cell Tactile Sensor2018

    • Author(s)
      Hiroki Kawashima, Umakshi Sajnani, Masahiro Shimizu, and Koh Hosoda
    • Organizer
      Living Machine Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reconstructing State-Space from Movie Using Convolutional Autoencoder for Robot Control2018

    • Author(s)
      Kazuma Takahara, Shuhei Ikemoto, and Koh Hosoda
    • Organizer
      International Conference on Intelligent Autonomous Systems (IAS-15)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modular Robot that Modeled Cell Membrane Dynamics of a Cellular Slime Mold2018

    • Author(s)
      Ryusuke Fuse, Masahiro Shimizu, Shuhei Ikemoto, and Koh Hosoda
    • Organizer
      International Conference on Intelligent Autonomous Systems (IAS-15)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Common Dimensional Autoencoder for Identifying Agonist-Antagonist Muscle Pairs in Musculoskeletal Robots2018

    • Author(s)
      Hiroaki Masuda, Shuhei Ikemoto, and Koh Hosoda
    • Organizer
      International Conference on Intelligent Autonomous Systems (IAS-15)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 知能システム技術とその応用2018

    • Author(s)
      細田耕
    • Organizer
      大阪大学基礎工学研究科産学連携交流会
    • Invited
  • [Presentation] ソフトヒューマノイドロボティクス2018

    • Author(s)
      細田耕
    • Organizer
      HRI-JP Co-Research Lab ロボティクスセミナー
    • Invited
  • [Presentation] Soft Feel by Soft Robotic Hand: New way of robotic sensing2018

    • Author(s)
      Koh Hosoda
    • Organizer
      Invited talk, Max Plank Institute
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Attempts to develop artificial muscles2018

    • Author(s)
      Koh Hosoda
    • Organizer
      Workshop "Novel bioinpired actuator designs for robotics (BioAct)"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Soft Humanoid Robotics2018

    • Author(s)
      Koh Hosoda
    • Organizer
      International Conference on the Simulation of Adaptive Behavior
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 柔らかヒューマノイド2018

    • Author(s)
      細田耕
    • Organizer
      九州工業大学ひびきのサロン
    • Invited
  • [Presentation] Non-intentional Intention2018

    • Author(s)
      Koh Hosoda
    • Organizer
      Invited talk, Universite Cergy Pontoise
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ソフトヒューマノイドロボティクス2018

    • Author(s)
      細田耕
    • Organizer
      早稲田大学特別講義
    • Invited
  • [Presentation] Anthropomorphic Robot Hand, Grasping and Recognition2018

    • Author(s)
      Koh Hosoda
    • Organizer
      SoftRobotics Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2019-12-27  

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