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模倣学習

ここでは,人間の動作をモーションキャプチャーであるKinectセンサを使用し,人間の関節の動きのデータを取り,そのデータをロボットの座標系に変換して実際のロボットの関節の動きと比較し,人間の関節の動きを模倣しながら学習していくことにより人間の動作を参考にしてロボットに適した動作を学習していきます.
模倣学習の構図

シミュレーションによるロボットの動作です.

学習前
学習後
今後は,人間の動作から模倣学習しロボットに反映させるリアルタイム性の追求していきます.






ンク姿勢誤差と関節角の変化が最小となる関節角を求める手法の課題として,関節角の推定時間の短縮やより現実的な関節角を出力するため,本研究ではパーティクルフィルタを用いて関節角の推定を行った.

下の動画は人間の動作からの関節角の推定として,人間の動作をKinectで撮影し,リアルタイムで関節角の推定を行った実験である.


実験:人間の動作からの関節角の推定

教示動作(左上)              関節角を推定したロボットのシミュレーション(右上)
教示動作のリンク姿勢(左下)     関節角を推定したロボットのリンク姿勢(右下)

今回行った実験より,現実的でないリンク姿勢得られた場合もロボットで実行可能な関節角の推定でき,リアルタイムでの推定が可能になった.
今後の課題としてパーティクルの数や尤度関数を適切に設計することがあげられる.

そして,模倣学習へ役立てていきたい.



関連論文
  • Motion Segmentation and Recognition for Imitation Learning and Influence of Bias for Learning Walking Motion of Humanoid Robot Based on Human Demonstrated MotionYasutake Takahashi, Hiroki Hatano, Yosuke Maida, Kazuyuki Usui, and Yoichiro Maeda, Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics, Vol.19, No.4, pp.532-543, 2015.07
  • 深度センサを用いた人間動作の観察から動作模倣を行う人型ロボットのためのパーティクルフィルタを用いた関節角度時系列推定,榊原洸太,高橋泰岳,第3回人間共生システムデザインコンテスト(HSS-DC) & 第18回HSS研究会,G3-1,2015.03
  • 人間動作の模倣を行う人型ロボットのためのパーティクルフィルタを用いた関節角度時系列の推定,榊原洸太,高橋泰岳,日本知能情報ファジィ学会 合同シンポジウム 2014~第23回北信越支部シンポジウム & 第17回人間共生システム研究会~,S11(HSS-17-1),pp.1-2, 2014.11
  • 人間動作模倣のためのパーティクルフィルタを用いた人型ロボッの関節角度時系列の実時間推定,高橋泰岳,パーティクルフィルタ研究会2014年9月合宿研究会,2014.9
  • 人型ロボットの歩行動作の模倣学習における人間の呈示動作の影響評価波多野拓貴,高橋泰岳, 第26回自律分散システム・シンポジウム, 1B1-4, 2014.1
  • 経由点表現を用いた人間動作認識と分節化毎田陽介,高橋泰岳,日本知能情報ファジィ学会第22回北信越支部シンポジウム講演論文集, S35, pp.37-38, 2013.11
  • 人間による呈示動作のバイアスを用いた人型ロボットの模倣学習臼井和廉,波多野拓貴,高橋泰岳,前田陽一郎, 第29回ファジィシステムシンポジウム, WC2-1, Vol.CD-ROM, pp.836-841, 2013.9
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