BMI応用に向けたヒト型ロボットシステム動的行動プランニングの統一的枠組

用于 BMI 应用的人形机器人系统动态行为规划的统一框架

• 批准号: 12F02707
• 负责人: 森本 淳
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Advanced Telecommunications Research Institute International
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02707/
• 关键词: ヒューマノイドロボット; ブレインロボットインタフェース; 動作計画; ブレインロボットインターフェース

本研究は脳波計測(EEG)等の非侵襲脳活動計測手法により検出される脳情報を用いたヒューマノイドロボット等の多自由度のロボットの行動生成を目的としており、昨年度から研究分担者の開発してきたヒューマノイドロボットの動作計画手法を拡張し、ユーザーが、少ない自由度の入力でヒューマノイドロボット動作計画に介入し、ユーザーの操作意図を多自由度ヒューマノイドロボット動作に柔軟に反映できるような枠組みを開発してきた。開発した枠組みを、ブレイン・ロボット・インタフェースと組み合わせることにより、少自由度のユーザーの脳活動による多自由度のヒューマノイドロボットのシミュレーションモデルの制御を継続しておこない、脚ロボットに関する国際学会であるCLAWAR2013や人工神経回路網に関する国際学会であるICONIP2013においてその成果の発表をおこなった。それらの内容としては、way pointという直感的操作を容易とする経由点を表現する変数をシミュレータの中に表示し、そのway pointを脳情報により制御する手法を提案し、実験をおこなったというものである。自律的な動作生成手法の利点は、多自由度動作を環境やタスク要件に合わせて自動的に動作軌道を生成できることであるが、一方で、複雑な形状を持つ環境に対しては、局所最適解に陥り得る。そこで、自律的な動作計画手法が陥る質の低い局所最適解をユーザーの脳活動による操作で容易に回避することができることを実験的に示した。これらの内容をまとめ、海外論文誌に投稿準備中である。さらには、外骨格ロボットの片足制御への応用についての検討も平行しておこなった。

这项研究旨在利用脑电图（EEG）等非侵入性大脑活动测量方法检测到的大脑信息，为具有多个自由度的机器人（例如人形机器人）生成行为。我们开发了一个允许用户进行干预的框架。人形机器人以较少的自由度输入进行运动规划，并在人形机器人的多自由度运动中灵活体现用户的操作意图。通过将开发的框架与大脑-机器人接口相结合，可以通过少自由度用户的大脑活动连续控制多自由度人形机器人的仿真模型。该结果在国际 ICONIP2013 上展示。人工神经网络会议。他们提出并进行了实验，以在模拟器中显示航点（代表可以轻松直观地操作的航点的变量），并使用大脑信息来控制这些航点。自主运动生成方法的优点在于，它们可以自动生成使多自由度运动适应环境和任务要求的运动轨迹。另一方面，对于形状复杂的环境，局部最优有可能陷入困境成溶液。因此，我们通过实验证明，通过操纵用户的大脑活动可以轻松避免自主运动规划方法陷入的低质量局部最优解。我们正在整理这些内容，准备投稿到海外期刊。此外，我们还研究了外骨骼机器人在单腿控制中的应用。

项目成果

Exploring Humanoid Robots Locomotion Capabilities in Virtual Disaster Response Scenarios

• DOI: 10.1109/humanoids.2012.6651541
• 发表时间: 2012-01-01
• 期刊: 2012 12TH IEEE-RAS INTERNATIONAL CONFERENCE ON HUMANOID ROBOTS (HUMANOIDS)
• 作者: Bouyarmane, Karim;Vaillant, Joris;Kheddar, Abderrahmane
• 通讯作者: Kheddar, Abderrahmane

Low-dimensional user control of autonomously planned whole-body humanoid locomotion motion towards brain-computer interface applications

面向脑机接口应用的自主规划全身人形运动的低维用户控制

• 发表时间: 2013
• 作者: Karim Bouyarmane;Joris Vaillant;Jun Morimoto
• 通讯作者: Jun Morimoto

BCI Control of Whole-Body Simulated Humanoid by Combining Motor Imagery Detection and Autonomous Motion Planning

• DOI: 10.1007/978-3-642-42054-2_39
• 发表时间: 2013-11
• 作者: Karim Bouyarmane;Joris Vaillant;Norikazu Sugimoto;François Keith;J. Furukawa;J. Morimoto

On the dynamics modeling of free-floating-base articulated mechanisms and applications to humanoid whole-body dynamics and control

• DOI: 10.1109/humanoids.2012.6651496
• 发表时间: 2012-11
• 期刊: 2012 12th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots (Humanoids 2012)
• 作者: Karim Bouyarmane;A. Kheddar