あなたはここにいます「脳型ロボットを創る」これが当研究室のキーワードです

「脳型ロボットを創る」これが当研究室のキーワードです


当研究室配属を希望する学生の方は事前に問合せいただくか(こちら)、あるいは研究室見学をお勧めします。他の研究室見学の一環としてお立寄りください。研究室Q&A


当研究室では、企業の開発現場や高度研究職を目指す大学院生向けに「実践力」をつけることを強化し、個人ごとにプロジェクト型研究を推進しています。

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研究者情報を覗いてみよう!

Brain-Inspired Systems: Brain-IS とは、「脳科学からインスピレーションを得て創る知的システム」を意味します。すなわち、脳科学の成果に着想を得つつ、一方で大胆に換骨奪胎して工学システムとして実現するという新しい研究スタイルを提案するものです[1]。

PLEN e-puck

Brain-IS研究では脳科学の成果を最大限に取り入れつつも、厳密な神経系の模倣にこだわらず、場合によっては大胆に発想を飛躍させて空白を補い、まるで脳を持つ生物のように動く知的システムを作ってしまおうというものです。いわば知的パートナー(相棒)を創ろうとする、またその設計原理を解明しようとする研究です。そのための柱として


(A) 中枢からの発想(知的情報処理機構から脳の知能や意識の解明について)


(B) 身体からの発想(ロボット身体機構の設計原理、制御方法の探求)


(C) 社会からの発想(どのような相棒が必要か、または脳に障害を持つ人への支援装置開発)


(D) システムからの発想(要素技術の組み合わせ方法や、協調原理の提案)


を提唱しています。

当研究室では、「生体リズム」、「振動引込み原理」を基軸として、「多体の協調」、「タイミングの調整」、「行動計画策定と調整、スケジューリング」、「回転運動と位相制御」、「柔軟体のひねり、捻り応力の活用」、「体幹バランス」などに関連する研究に発展させています。

現在進行中の具体的な研究テーマは、


(A0) 脳型情報処理:振動位相を用いた情報表現(位相コード)
脳の生理学的特質・構造を反映した回路構造/脳領野の機能とその機能連携/変化する環境における記憶形成・意志決定機構など。脳数理モデル+ロボット脳機能モデルまたは単純原理モデル+ロボット

(A1) インテリジェントカー基礎技術:追い抜き、割り込み運転の知的制御
e-puckロボット知的相互作用実現。自律走行と走行軌道計画とその調整。

(A2) 知能発達過程:ヒト型ロボットのリアルタイム制御と行動計画遂行
人型ロボットPLENを用いた人ーロボット相互作用実現。

(B1) 柔軟体の制御:
筋肉弾性を模したバネ応力機構の提案と制御方法。弾力調整とタイミング制御。(関連事例:外部サイトへ

(B2) 回転と位相:クランク機構と位相制御による多脚機構の設計
テオ・ヤンセン機構とセントラルパターンジェネレータ(CPG)の融合

(C1) 児童向けリハビリ支援装置開発(医療機関との共同研究) 
認知運動療法を支援するロボット装置の開発、脳神経系障害の程度に合わせた可変性と、体幹バランスの回復の検討

などです。

このような研究では、実証的な方法論が重要です。そのためには私たちは、コンピュータ上のシミュレーションに頼るよりはむしろ、実際にロボットを製作して現実に動かしたり、提案する機構を木材や金属材料を用いて模型をつくり動作確認する技術[7]を実際に身につけ、検証を進めています。もちろん、シミュレーションと実際の装置の結果を比較分析することや、その妥当性を数学的に証明することも必要となるでしょう。あるいは、意識や自己認識を持つロボット設計には、コンピュータのプログラミング(形式言語)では記述できない新たな数学的理論が必要になるかもしれません[7, 8]。そのためには、基礎としての物理や数学は、道具としてとても重要なものです。
こうした多角的発想と実証的アプローチを通じてBrain-ISの実現を目指し、また企業や研究の現場で先進的開発研究ができるBrain-ISエンジニアを育成するコースを用意しています。



是非、一緒に「脳型ロボット」開発に取り組んでみませんか。


家庭で人とどう協力するかの支援装置、感情や状況を理解し人に寄り添うロボット、医療分野で支援する技術応用や脳機能修復、リハビリ支援、またはサイボーグ技術の技術開発と原理・可能性を追求します。このような、今後の科学技術と社会とのつながりの中で避けられない問題に対して、当研究室では脳科学とロボット工学を融合した取り組みを続けています。




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