\(X_0\) Lecturer
タイトル:
TBA
概要:
TBA
Title:
TBA
Abstract:
TBA
\(X_i\) Lecturers
タイトル:
人型システムの運動最適化の理論と応用
概要:
中村研究室では、人型ロボットの運動生成・システム同定、人体モデルの動力学解析・シミュレーション等の研究を行ってきた。その後、研究室で開発してきたこれら方法論を、産業技術総合研究所のミッションでの応用課題に対して適用してきた。一方、応用課題の多くは、上記の方法論の複雑な組み合わせを要求し、既存の体系で扱うには限界があった。本講演では、人型システムの運動に関する様々な問題を包括的に扱える運動最適化の新理論とその応用について紹介する。
Title:
Theory and Applications of Motion Optimization for Humanoid Systems
Abstract:
My research topics in Nakamura Lab were motion generation/system identification of humanoid robots, motion analysis/dynamics simulation of the human musculoskeletal model, etc. After moving to the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), the methodologies for robot/human motions developed in the lab were applied to several practical issues in the missions of AIST. On the other hand, they usually need complicated combinations of the above methodologies of motion, which face the limitations of the existing framework. This talk introduces a new theory and applications of motion optimization that can comprehensively handle various problems related to the motion of humanoid systems.
タイトル:
非ホロノミックロボットとその応用
概要:
本講演では、まず非ホロノミックロボットの設計と制御に関する博士論文の研究を紹介します。次に、移動ロボットの制御に関する研究背景を活かして、韓国科学技術研究院で行った自律走行サービスロボットの研究について説明します。最後に、韓国高麗大学で実施した移動ロボットに関する産学連携プロジェクトで得られた研究成果を紹介します。具体的には、LGとのパトロールロボット、”配達の民族”とのレストラン配送ロボット、SK Telecomとのソウル市内の道路環境でのHD地図の更新、およびHyundai自動車との屋外自律走行ロボットなどが含まれます。
Title:
Nonholonomic robots and applications
Abstract:
First, I will introduce my PhD thesis work, which focuses on design and control of nonholonomic robots. Next, I will discuss the development of mobile service robots at the Korea Institute of Science and Technology. Finally, I will present recent collaborative works with Korean industries, such as a patrol robot with LG, HD map updating with SK Telecom, and outdoor navigation with Hyundai Motor Company, that demonstrate the potential of mobile robotic applications in real-world settings.
Title:
Motion feasibility in multi-contact locomotion
Abstract:
Bipedal walking is an ability humans naturally have, but it is very hard for robots. The main reason is that a standing robot is underactuated and inherently unstable. Special attention has to be given to contact forces acting on the robot’s feet. The contact between the feet and the ground has to be constantly maintained to ensure stable walking. The first indicator of walking stability is ZMP introduced some 55 years ago. With the increasing capabilities of humanoid robots, we need to tackle the cases not covered by ZMP, i.e. locomotion with multiple non-coplanar contacts and contacts between the hands and the environment. The presentation shows how contact configuration defines feasible contact forces, thus defining feasible CoM motion. For several characteristic cases, we will compare the new criteria against ZMP. Finally, we will prove that contact configurations that allow arbitrary CoM accelerations exist.
タイトル:
宇宙ロボットに求められる知能とは
概要:
未知環境での探査を行う宇宙ロボットには，どのような知能が求められるのか．Deep Learningに代表されるAIは，ヒトの知性を基に考え出された手法であるが，失敗と成功を繰り返しながら正解にたどり着く，言わば意識の知性のモデル化である．それに対し，失敗が許されず通信も限られた未知環境探査での，特に運動制御では，その場の環境状態に適応的に対処する，無意識の知性が求められる．そのような知性はどのような特徴を持ち，いかにして実現すべきかついて議論したい．
Title:
Artificial Intelligence for Space Robots
Abstract:
What intelligence is required for a space exploration rover in an unknown environment? AI, as typified by deep learning, is a method based on human intelligence, and is a modeling of “conscious intelligence” constructed through trial and errir processes. On the other hand, in the exploration of unknown environments where failure is not allowed with limited communication, “unconscious intelligence” that can adapt the behaviors to the environment through body-environment interactions is required. I would like to discuss the characteristics of such intelligence and how it should be realized.
タイトル:
Spiral Life
概要:
私の最初の研究テーマは、宇宙ロボットのスパイラルモーション、でした。宇宙空間に浮遊する人工衛星上にアームを載せた宇宙ロボットでは、アームを目標軌道に沿って動かそうとすると、その反動で衛星姿勢が動いてしまう（１:直線軌道）。一方で、アームをぐるっと一回しすると、アームが元の位置・姿勢に戻っても、角運動量保存の式が可積分では無い（姿勢の非ユークリッド性による）ことから衛星のベース姿勢だけが変化する（２:楕円軌道）。しかし、逆に（１）＋（２）により、アームを目標軌道の始点・終点を結ぶように動かしつつ、衛星姿勢も元に戻せる軌道が見つけられる（らせん軌道）、さらにその周回を細かく数多くすれば、アームも衛星姿勢も、目標軌道にほとんど沿った軌道で動かせる、これをspiral motion と名付けたのでした。
今思い返せばもっと洗練された解き方もできただろうに、当時の自分はただ力技でCやMatlabのプログラムを書いていました。それから30年、中村研での非ホロノミック研究から、超柔軟ロボット、ITS、自動運転、EV、科学技術コミュニケーション、産学連携、地域連携、様々な研究、さらに研究とは大きく離れた、県庁職員など他にない経験もさせて頂きましたが、またロボットの研究・教育に戻ってきたところとなります。その螺旋の軸が、中村研で学んだ nonlinear robot system control であることを改めて認識しています。
Title:
Spiral Life
Abstract:
TBA
タイトル:
力学フィルタ：20年間の変遷
概要:
力学フィルタの概念は中村研究室で2001年頃に生まれ、今から20年前の2003年に雑誌論文が掲載された。もともとのアイデアは力学シミュレーション技術を使って人間の運動をヒューマノイドロボットが物理的に実現可能な運動に変換するというものであり、運動データを基にキャラクタアニメーションやロボットの運動を生成する先端的な手法であった。本講演では、この20年間に力学フィルタがどのようにして様々なアプリケーションに適用されてきたかについて述べる。
Title:
Dynamics filter: 20 years of its transition
Abstract:
The concept of dynamics filter was first born at Nakamura Lab around 2001 and the journal paper was published in 2003, exactly 20 years ago. The original idea was to convert a human motion sequence to a motion that is physically feasible for a humanoid robot using dynamics simulation techniques, and it was one of the first methods for data-driven character animation and robot motion synthesis. This talk describes how the dynamics filter has been adapted to serve different applications in the past 20 years.
タイトル:
冗長に測り、冗長に動かす
概要:
ひとをはじめとする生物は、ともするとむだに見える、極めて冗長なシステムになっている。これに対して多くのロボットをはじめとする工業製品では最適化の名のもとに最小の要素でセンサや駆動系を構成することが一般的である。冗長に存在する情報からどのように用いてほしい情報を取り出すのか、どのように冗長性を生かすのかという問題に対して、中村仁彦先生のもとを卒業してからの研究を中心に紹介します。
Title:
Sensing Redundant, Actuating Redundant
Abstract:
Creatures are generally extremely redundant system, sometimes almost seems as too much. In contrast, under the keyword of “optimization,” artificial systems including robots and its components generally use as small number of elements as possible. How can we extract meaningful data from “too much” data and how can we utilize “too much” data has been one of my recent research interest. I will introduce my attempts on such topic, mainly from the works after graduating from Professor Yoshihiko Nakamura’s laboratory.
タイトル:
ロボットのための電気静油圧アクチュエータの開発
概要:
これまで中村仁彦先生のもとで、バックドライバブルで頑健なロボットのための電気静油圧アクチュエータ（EHA）の開発に取り組んできました。その中で特にEHAの小型化と高効率化のために、モジュール化された部品構成と、EHAでの主な損失の要因となる内部漏れと摩擦を削減するための設計を行っております。本講演ではロボット用のモジュールとして開発してきたEHAとその設計思想についてご紹介いたします。
Title:
Development of robotic electro-hydrostatic actuators
Abstract:
I have been working on the development of an electro-hydrostatic actuator (EHA) for backdrivable and robust robots under Prof. Yoshihiko Nakamura. The main topics of the EHA design are the modular design for miniaturization and the reduction of major losses, internal leakage and friction, for efficiency improvement. In this presentation, I’d like to introduce its design concept and the developed robotic EHAs.
タイトル:
特異の得意
概要:
これまでに多くの機構を設計してきましたが，その原点は私の処女作である「サイバネティックショルダ」にあります．特に，第1設計の失敗から機構の特異性について学び，その後，特異性を生かした機械設計へと発展させました．「失敗は成功のもと」を強く感じさせる衝撃吸収機構ができあがりましたので，その内容についてご紹介いたします．
Title:
Advantage of Singularity
Abstract:
I have designed many mechanisms, and their origin is on my maiden effort ‘Cybernetic Shoulder’. In particular, the failure of my first design taught me about the singularity of closed kinematic chain, and I subsequently developed it into a mechanical design that is advantageous use of singularity. My talk includes a new concept, design strategy and results for impact absorption, which strongly reminds us ‘Failure is the source of success’.
タイトル:
機械、力学、運動、そして知能
概要:
知能の根幹は運動制御にあり、知能を理解するにはロボティクスを学ぶのが一番の近道と考えた20代の私にとって、中村研究室は最良の学びの場でした。その後の私の15年の研究で、機械・運動・力学がどのように知的システムの構成につながっていったかをご説明いたします。
Title:
Machine, Dynamics,Motion, and Intelligence
Abstract:
Nakamura-lab was the best place for me, who believes that motor control is the basis of intelligence, and thus, the shortest path for understanding intelligence is to study robotics, in my 20s to practice. In this talk, I would like to explain how machine, motion, and dynamics have led to the synthesis of intelligent systems in my 15-year study.
タイトル:
柔と剛のハイブリダイゼーション
概要:
TBA
Title:
Hybridization of Softness and Stiffness
Abstract:
TBA
タイトル:
冗長性と運動シナジー
概要:
中村仁彦先生には医用ロボティクスの道に導いていただきました。医学部研究所で経験を積み、フランスの国立情報自動制御研究所で神経工学のチームに10年いました。人間は運動シナジーとよばれる低次元化構造を制御に採用していると言われています。深層強化学習による運動シナジー発現メカニズムの解明に関する研究について紹介します。冗長性と最適化が深く関わる内容となっており、無意識にも先生の影響を多分に受けていたことに気づかされております。
Title:
Redundancy to Synergy
Abstract:
Prof. Yoshihiko Nakamura led me to the path of medical robotics. I gained experience at the Department of Medicine and spent 10 years in the neural engineering team at the National Institute for Information and Automatic Control in France. It is said that humans employ a reduced dimensional structure called motor synergy for control. I will introduce my research on elucidating the mechanism of motor synergy by deep reinforcement learning. The content is deeply related to redundancy and optimization, and I realize that I have been unconsciously influenced by Professor to a great extent.
タイトル:
運動の計測技術とその応用、そしてその先には
概要:
運動計測のニーズには様々なものがありますが、とりわけスポーツのパフォーマンスや怪我のリスク評価・回復期の定量評価に多くの関心を寄せられています。本講演では、中村研で開発されてきた運動計測技術の紹介とその応用例を紹介します。またビデオベースで非拘束計測が可能になってきた現在地と、無線技術と組み合わせたクラウド直結カメラシステム、およびフィールドを対象とした運動計測の先端技術の取り組みを紹介いたします。
Title:
Applications of motion measurement and beyond
Abstract:
There are a variety of needs for motion measurement, with particular interest in the quantitative evaluation of sports performance and the assessment of injury risk and recovery phase. This talk introduces the motion measurement techniques developed in the Nakamura lab and their applications. It also presents the current state of the art in video-based unconstrained measurement, the cloud-directed camera system combined with wireless technology, and the work on the advanced technologies for motion measurement in the field.
タイトル:
原始シンボル空間から始まった身体経験を介したシンボル創発
概要:
20年程前に中村教授と共同で提案した原始シンボル空間は，全身動作の時系列パターンを幾何学的な位相空間に射影することで，未知動作の認識や，新奇動作の生成を可能とする枠組みであった．これは近年頻繁に使用されている潜在変数空間・生成モデルとほぼ同等の機能を持っていたと言える．本発表では原始シンボル空間から始まった潮流が記号創発ロボティクスのコミュニティに及ぼした影響に触れつつ，今後のAI研究に必須となるコンセプトが原始シンボル空間に包含されていた事を概説する．
Title:
Symbol Emergence through Embodied Experience started from the Proto-symbol Space
Abstract:
The primitive symbol space, which was proposed jointly with Professor Nakamura about 20 years ago, was a framework that enabled the recognition of unknown motions and the generation of novel motions by projecting time-series motion patterns of whole-body movements into a geometric phase space. The functions of this framework are almost equivalent to the latent space and generative models that have been frequently used in recent years. In this talk, I will discuss the impact of the trend that began with primitive symbol spaces on the symbol emergence in robotics. I also outline how primitive symbol spaces encompassed a concept that will be essential for future AI research.
タイトル:
運動計測・解析の医学への応用と運動支援装置の開発について
概要:
中村研究室では運動パターンの分類とシンボル獲得の研究に取り組みました。相関解析により運動パターンの持つ構造を明らかにするという考え方は当時から現在まで、研究室で学んだ運動学・力学・制御の手法とともに、私の研究の基礎となっています。本発表では、当時の研究から、現在取り組んでいる医学分野における臨床運動解析と運動支援装置の開発・社会実装まで、概要を紹介します。
Title:
Clinical motion measurement and analysis, and development of motion assist devices
Abstract:
In the Prof.Nakamura’s laboratory I worked on motion pattern categorization and symbol acquisition for humanoid robots. The idea of structural analysis of patterns based on correlation has been at the basic core of my research since then, with the methods of kinematics, dynamics and control which we learn in the lab. In this presentation, I will introduce my research from that time to the present including clinical motion analysis and development of motion assist devices.
タイトル:
身体運動のための数理・データ科学
概要:
中村研に入学することによって、人間の身体運動をデータから科学する、工学応用に展開するという研究分野に出会えることができた。 身体運動を計測する技術、身体運動ビッグデータの統計数理モデリング、言語やロボットとのインタラクション研究など中村研にて行った研究、人間身体運動データサイエンス・AIの枠組みをスポーツ・介護・保育などにおける人間の動きを理解する技術や日常生活の行動を言語化するアプリへと応用発展させる社会実装に向けた取り組みを紹介する。
Title:
Mathematical Modeling and Data Science for Human Motion
Abstract:
I found the joy of research on human motion data science and its engineering application thanks to Prof. Nakamura and the laboratory members. In the Nakamura laboratory, I have made foundamental research on the measurement of human whole body motion, stochastic model to represent the human motions, linking of the motion to language, and human-robot interaction. I have been currently tackling the social implementation of human motion classification in mutiple specific domains of sports, elderly/child care and broad area of daily lives. In this presentation, I will introduce these research activities and show brief demonstration of human recognition application.
タイトル:
知覚と運動の変化から転倒を理解する
概要:
中村研に入ってから今まで、人間理解の研究に従事してきました。観測される運動の表層的な理解に留まらず、ヒトの知能とは何か？何を知覚して情報として処理しているのか？という問いを立て深く考察していった経験は大きく、今も私の研究者としての核となっています。本講演では、高齢者の転倒予防のための心身機能の理解について中村研で行ってきた研究の概要をお話するとともに、今後の展望についても簡単に触れたいと思います。
Title:
Understanding the falls from changing of human’s perception and motions
Abstract:
Since I had started my research career at YNL, I’ve been engaged in human understanding research. My experiences in which thoroughly and deeply considering not only understandings of superficial measured motions but also what is human intelligence / what human perceives and processes as their surroundings information was the most important for me and is still placed a core of my research perspectives. In the talk, I will introduce my PhD work that was aimed at understandings elderly’s physical / cognitive abilities to prevent falls and its prospects.
タイトル:
YNLでの人生を変える経験
概要:
YNL で数年間過ごしましたが、その時代は私のキャリアに大きな影響を与えました。 本発表では、中村先生の指導のおかげで、私の研究がどのように進化したかを強調したいと思います。
Title:
Life changing experience at YNL
Abstract:
I spent a few years at YNL but my time there has had a profound effect on my carreer. This presentation will highlight the turn my research has taken thanks to my experience working with Prof. Nakamura.