組込み指向型脳型人工知能回路の実現とサービスロボットへの応用

面向嵌入式脑型人工智能电路的实现及其在服务机器人中的应用

基本信息

批准号：
19J11524
负责人：
田中悠一朗
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ホームサービスロボットのための，個人の経験に基づいた知識の獲得を行う，複数のタスクに対応できる脳型人工知能モデルを考案した．このモデルは，前年度までに考案した海馬・扁桃体・前頭前野の機能を統合したモデルを拡張したもので，複数のタスクを継続して学習するとき，過去に学習したパラメータが，新たにタスクを学習することによって上書きされる破滅的忘却を回避することができる．これによりロボットは単一のタスクだけではなく，複数のタスクを学習・実行することができるようになる．また今年度は，モデルの新たな機能として，エピソードとその価値を記憶し，記憶に基づいたメンタルシミュレーションと行動決定をする機能を追加した．これによりロボットはたった数回の経験からエピソードを記憶し，記憶に基づいて価値の高い最適な行動選択ができるようになる．提案するモデルをロボットのシステムと統合し，ロボットのデモンストレーションをロボカップジャパンオープン2020＠ホームシミュレーションリーグにて披露した．このデモンストレーションでは，ロボットがナビゲーションの成功体験・失敗体験をエピソードとして記憶し，目的地に到達するためにはどの経路を選択するべきかを記憶に基づいてメンタルシミュレーションを行い決定する．これにより既存のナビゲーションシステムの問題を解決できることを示した．このデモンストレーションは審査員より高く評価され，Technical Challenge準優勝を受賞した．提案するモデルのうち扁桃体モデルとそのハードウェア化に関する論文が学術雑誌に採録された．また，海馬・扁桃体・前頭前野の機能を統合したモデルの提案に関する論文が国際会議に採択され，論文及び発表が高く評価され学生論文賞を受賞した．複数のタスクに対応するモデルの学習法は特許の出願を行った．

我们已经设计了一个脑型人工智能模型，该模型可以处理多个任务，这些任务是根据个人经验获得家庭服务机器人的知识。该模型是整合海马，杏仁核和前额叶皮层功能的模型的延伸，直到上一年，并且在不断学习到多个任务时，遇到了灾难性的遗忘，何时通过学习新任务来覆盖过去的灾难性遗忘。这使机器人可以学习和执行多个任务，而不仅仅是一个任务。今年，我们添加了该模型的新功能，该功能使您可以记住情节及其价值，并根据记忆做出心理模拟和行为决策。这使机器人只需几个经验就可以记住情节，并根据记忆做出最有价值，最佳的行为选择。拟议的模型与机器人系统集成在一起，并在Robocup Japan 2020 @ Home Simulation League上展示了机器人的演示。在此演示中，机器人记住了作为情节的成功和失败的导航经历，然后根据记忆进行心理模拟，以决定到达目的地的路径。这表明这可以解决现有导航系统的问题。该示威活动受到法官的高度赞扬，并在技术挑战中被授予亚军。在拟议的模型中，有关杏仁核模型及其硬件化的论文是在一本学术期刊中收集的。此外，在国际会议上通过了一份有关整合海马，杏仁核和前额叶皮层功能的模型提案的论文，并高度赞扬了论文和演讲，并授予了学生纸张奖。针对与多个任务相对应的模型学习方法提出了专利申请。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A Brain-inspired Artificial Intelligence Model of Hippocampus, Amygdala, and Prefrontal Cortex on Home Service Robots

家庭服务机器人上的海马、杏仁核和前额皮质的受大脑启发的人工智能模型

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuichiro Tanaka;Hakaru Tamukoh;Katsumi Tateno;Yuichi Katori;and Takashi Morie
通讯作者：
and Takashi Morie

Object Recognition by a Robot Hand Mounting Flexible Tactile Sensor

通过安装柔性触觉传感器的机器人手进行物体识别

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shoshi Tokuno;Yuichiro Tanaka;Takumi Kawasetsu;Koh Hosoda;and Hakaru Tamukoh
通讯作者：
and Hakaru Tamukoh

Live Demonstration: Hardware implementation of brain-inspired amygdala model

现场演示：类脑杏仁核模型的硬件实现

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuichiro Tanaka;Hakaru Tamukoh
通讯作者：
Hakaru Tamukoh

柔軟触覚センサを搭載したロボットハンドによる触覚情報からの物体認識

使用配备柔性触觉传感器的机器人手从触觉信息中识别物体

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
三浦天晴;川節拓実;細田耕;古川英光;吉田一也;安田匠利，大橋ひろ乃，川節拓実，細田耕;小菅佑太，川節拓実，田向権，細田耕;徳野将士，田中悠一朗，川節拓実，細田耕，田向権;橋本雄紀，石塚裕己，川節拓実，池田聖，大城理;鎌田直，大原賢一朗，原祐太，吉田一也，古川英光，細田耕;徳野将士，田中悠一朗，川節拓実，細田耕，田向権
通讯作者：
徳野将士，田中悠一朗，川節拓実，細田耕，田向権

An Amygdala-Inspired Classical Conditioning Model Implemented on an FPGA for Home Service Robots