ロボット制御

研究内容概要

ロボット制御グループでは,様々なロボットを対象として,ロボット用の制御ソフトウェアのシステマチックな開発手法の確立を目的とした研究を行っています.ロボットの小型化,低価格化,高機能化によって今後様々なロボットの普及が期待されます.我々の生活の中で稼働するロボットには,稼働する環境が刻々変化する中でユーザの要求を満たすよう振る舞いを変える自己適応性を備えることが求められます.そのようなロボットのソフトウェア開発に関連する技術として

  • 進化計算に基づくロボット制御動作の最適化
  • ロボット制御用の自己適応ソフトウェアフレームワーク開発

といった研究課題に取り組んでいます.

 

研究トピックの紹介

ロボット制御用の自己適応ソフトウェアフレームワーク開発

ロボットが活動する実環境は,周囲の状態が刻々と変化していきます. またロボット自身にもハードウェアの故障やバッテリ残量などの変化が発生します.これまでのロボット制御ソフトウェア開発では,様々な環境の変化によってシステムの要求を達成できなくなったときは,一旦システムを止めてソフトウェアをアップデートをする必要がありました. しかし,刻々と変化する環境に合わせてその都度,停止するのではコストが高いですし,場合によっては簡単に停止できないシステムも存在します. そこで必要になってくるのは,環境の変化に合わせてロボット自身が,自分でシステムの構成や振る舞いを変更し,要求を達成し続けるようにする能力(自己適応性)です.

本研究では,自己適応性を備えたロボット制御用ソフトウェア用のフレームワーク開発を行っています. このフレームワークでは,対象となるソフトウェアを実行時に適応させるために,対象となる要求,動作環境,ソフトウェアの実行時モデルや,システム自身及び外部の情報の観測結果に基づく変更プランの決定とその反映を行う枠組みを提供することで,自己適応性を持つロボット制御ソフトウェアの支援を行うことを目的としています.

進化計算に基づくロボット制御動作の最適化

近年、ロボットの形状は、複雑化しています。 そのため、個々のロボットの形状に合わせた動作制御も複雑化し、制御器を人手で設計するのが困難な場合があります。 進化計算に基づくロボットの動作制御では、そのように、正しい制御器の設計が困難な場合でも、与えられたタスク遂行に向け、ロボットの動作が最適化されます。 本研究室では、進化計算を実際のロボットに適用する際に発生する課題の解決に向け、研究を行なっています。 我々は、研究を通し、ロボットが、より身近で、社会に役立てるよう存在となることを目指しています。

進化計算に基づく四足歩行ロボットの歩行計画

メンバー

  • 高橋 竜一(特任助教)

連絡先

高橋 竜一:

研究成果

主な発表文献

  1. Shengbo Xu, Hirotaka Moriguch and Shinichi Honiden, Sample Efficiency Analysis of Neuroevolution Algorithms on a Quadruped Robot, 2013 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC' 13), June 2013 (to appear)
  2. Xu Shengbo, Hirotaka Moriguchi,Shinichi Honiden, Efficient Neuroevolution for a Quadruped Robot, The Ninth International Conference on Simulated Evolution And Learning (SEAL 2012), December 2012