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ロボット工学

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ロボット工学. 2011 年度前期 第1回. 東工大 TITAN VIII. 近藤科学 KHR-1. iXs リサーチ  iHs02. 富士通オートメーション HOAP-2. Sony AIBO. Sony QLIO. HONDA ASIMO. HONDA ASIMO. まだまだ、トラブルもある!!. Sony AIBO. 20自由度程度の機械システムの自律運動制御 視覚系による目標物体認識 行動学習. 知能を扱えるツールとしての数学が存在しない. Shannon に始まる情報理論、論理学、情報幾何、確率過程論、統計学. ロボット工学の困難さ.

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Presentation Transcript
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ロボット工学

2011年度前期

第1回

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東工大 TITAN VIII

近藤科学KHR-1

iXs リサーチ iHs02

富士通オートメーション HOAP-2

Sony AIBO

Sony QLIO

HONDA ASIMO

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HONDA ASIMO

まだまだ、トラブルもある!!

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Sony AIBO

  • 20自由度程度の機械システムの自律運動制御
  • 視覚系による目標物体認識
  • 行動学習
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知能を扱えるツールとしての数学が存在しない知能を扱えるツールとしての数学が存在しない

Shannon に始まる情報理論、論理学、情報幾何、確率過程論、統計学

ロボット工学の困難さ

ロボット:知能(らしきもの)を持つ自動機械

知的行動を行えない“ロボット”はただの自動機械

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ロボット工学が学術的に目指すもの

ヒトや生物が持つ知的行動のメカニズムを工学的に模倣するためのツールとしての数学を開発する

ロボットという物理的実体を持つシステムを通してヒトや生物の持つ運動制御・知的振舞いのメカニズムを解明する

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ロボットとは?

Robot

=「Robota:働くもの」を語源とする

チェコの戯曲家カレル・チャペックが1921年に発表した戯曲の中で人造人間=「ロボット」という言葉が初めて使われた

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日本のロボット技術の始まり

江戸時代からある、「からくり人形」

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ロボットの対象分野
  • 1.産業用ロボット
    • 主に工場
  • 2.特殊環境用ロボット
    • 宇宙空間、原子力施設など
  • 3.社会支援用ロボット
    • 社会、家庭
    • 医療/福祉

より高度な技術

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産業用ロボット

安川電機

川崎重工業

ファナック

わが国の世界シェアは No.1

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特殊環境用ロボット

日立製作所

総合警備保障

JAXA

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特殊環境用ロボット(宇宙ロボット)

JAXA(宇宙航空研究開発機構)

はやぶさ(MUSES-C)

日本時間2003年5月打ち上げ

日本時間2009年2月2日現在地球から: 316,361,700km

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医療・福祉用ロボット

パワーアシストスーツ

生体電気信号を読み取り、外骨格のフレームを動かすことで、装着者の運動補助を行なう

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福祉ロボット

ヒトに優しく、ヒトの意図を汲み取って動作するロボット制御技術

食事支援ロボット MYSPOON(SECOM)

slide17
福祉ロボット

ヒトに優しく、ヒトの健康状態、心理状態に合わせたロボット制御技術

介護支援ロボットRegina JII(日本ロジックマシン)

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生体機能支援ロボット

生体の失われた運動機能を支援するロボット制御技術

筋電義手(大阪大学)

筋電制御義手(ノーリバース)

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福生体機能支援ロボット

生体の失われた運動機能を支援するロボット制御技術

インテリジェント義足(ナブコ)

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医療用ロボット

ヒトの生命に関わる高度な医療技術を支援するロボット制御技術

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最新のロボット技術

BMI:Brain Machine Interface

アカゲザルの大脳皮質活動情報から読み取って再構成した関節角度をネットワーク経由で米国~日本間で伝送し、リアルタイムで等身大ヒューマノイド・ロボットに歩行動作をさせることに成功

ATR:川人光男氏、アメリカ:デューク大学

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最新のロボット技術

BMI:Brain Machine Interface

ATR、Hondaの共同開発

脳内の血流をMRIにて計測し、血流パターンから運動を推測して、ロボットに運動指令コマンドを送ることで、脳で考えた運動がロボットで実現される

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最新のロボット技術

BMI:Brain Machine Interface

サイボーグ

車輪

プローブ

触覚

東大、神崎亮平教授のチーム

カイコ蛾の触角刺激に対する神経系の応答を計算機で解析し、車輪型移動ロボットを駆動する

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研究室レベルでの先端研究

人工筋肉搭載四脚ロボット

人工神経回路搭載四脚ロボット

人工神経回路搭載四脚ロボット

人工神経回路搭載ヒューマノイド

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新たな技術の模索・研究・開発
  • サッカーロボット
  • 他者と自己の判別
  • 目的の認識
  • 効率的な行動戦略
  • 他者との協調
  • レスキューロボット
  • 目的の認識
  • 適応的な行動戦略
  • 自己判断機能
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今後

人間や生物が持つ知的な行動のメカニズムを工学的に実現する技術

ヒトの機能を代替する機械システムの開発

知能化:自律ロボットなど

医療・福祉応用:義肢、介護ロボットなど

デバイス/メカニズム開発:人工筋肉など

産業応用:生産システムなど

エンターテイメント:ホビーロボットなど