変形物体のマニピュレーション計画と学習
生活空間・工場・物流など様々な環境において、柔軟物の扱いを自動化することは容易ではありません。本研究室では、柔軟物のモデル化・認識・マニピュレーション・行動学習について研究・体系化を目指しています。従来の画像処理手法、動作計画の拡張、深層学習、強化学習、模倣学習など様々な手法に取り組んでいます。
代表的な研究トピック
- 予測に基づく布マニピュレーション手順の生成
- 折りたたみタスクの自動習得
- 変形物体のシミュレーション
- 微分可能シミュレーション
Research
研究分野
当研究室の研究は、実用的なロボットインテリジェンスという共通のビジョンに 基づいています。現実世界の複雑さに対応できる知的ロボティクスシステム、すなわち、 知覚し、操作し、移動し、人間と協調し、変化する環境に適応できるロボットを研究 しています。モデル化が難しい物体や柔軟物、不確実性、不整地などに対応する ロボットに取り組んでいます。
研究活動は4つの柱を中心に構成されており、変形物体の操作計画・学習から モバイルマニピュレータの動作学習・計画、自律ロボットによる動作支援、そして コネクテッド・ロボティクスとエッジAIという方向性にまで及んでいます。各柱は、 人間の活動と社会を支える知的ロボティクスシステムの構築という、より大きな 目標に貢献しています。
モバイルマニピュレータの動作学習・計画
移動プラットフォーム上にロボットアームを搭載したモバイルマニピュレータの知能に関する研究です。モバイルマニピュレータは移動と物体操作の両方の能力を持ち、様々な応用が可能です。しかし、運動自由度の冗長性や周囲環境の複雑さへの対応が必要です。本研究室では、視覚・動作計画・行動学習の観点から複数の研究を進めています。
代表的な研究トピック
- 家庭支援ロボットのシステム統合
- 長期活動経験に基づく物体認識行動の効率化
- タスクプランニングと動作計画の同時実行
自律ロボットによる動作支援
人の傍に寄り添い、人のタスクを支援するロボットシステムに関する研究です。ここで求められるのは、ロボット自身のペースで進むのではなく、人の行動・意図を認識・予測し、人に合わせて適切に動作することです。本研究室では、着衣支援や物体取り出しなど日常動作の支援に取り組んでいます。
代表的な研究トピック
- 片麻痺者のための着衣支援システム
- タスク支援のための枝型ロボットの提案と実装
- 人の動作を模倣した物体操作スキル
コネクテッド・ロボティクスとエッジAI
コネクテッド・ロボティクスは、知的ロボティクスシステムを単体ロボットからロボット・IoTセンサ・ツール・エッジAIモジュールのネットワークへと拡張します。分散物理エージェントが観測を共有し、セマンティック・ワールドモデルを構築し、不確実性のもとで推論し、実世界で説明可能な行動を生成する方法を研究しています。センサやエッジデバイスを受動的なデータソースとして扱うのではなく、ロボットの意思決定・適応的センシング・人が理解できる説明を支援する能動的推論ノードとしての機能を研究しています。
代表的な研究トピック
- ロボット-IoT連携
- 分散センシングと適応的センサ配置
- セマンティック・ワールドモデルの共有
- セマンティック証拠の共有と信念更新
- ロボット推論のためのエッジAIと小型言語モデル
- 説明可能な集合的意思決定