領域プロジェクト

領域プロジェクトの取り組み方として，次の4つの目標を掲げる．

1. ミニ卒論： 取り組む時間の短い卒論として，問題の設定，先導研究の調査， 解決方法の探求，実験的証明などを一通り体験し，論文を書く能力を構築する．
2. ソフトウェアと実験： 領域プロジェクトもできるだけ実験で手を動かすテーマを設定する． ソフトウェア開発の時間が実質長いが，最終的にモノを動かすことに拘る．
3. 作業時間： 領域プロジェクトは週2日の午後だけだが，我々はもっと長い時間， 共に生活し，共に討論する場を提供して，専門的な議論を楽しむ．
4. ミニ論発表会： 毎年7月中旬に行ってきた新井・太田研究室のミニ論発表会 （研究室の全構成メンバーが発表）を通じて，対外的に発表する．これを領域プロジェクトの 打ち上げとする．

領域プロジェクト １ 『ロボカップ 4脚移動ロボットによるサッカー』     担当教官 新井 民夫 教授

◆プロジェクトのねらい

新井研究室ではRoboCupの4-Legged Robot Contestに1999年より参加している． これはペット型ロボットERS-7(AIBOの新型)4台1チームでサッカーを行わせるコンテストで，ハードウェアとしては全チームが同一機器を使用し，ソフトウェア開発の点でロボットの知能を競う競技である． 2004年は7月にポルトガル・リスボンで開催される．

コンテストにはサッカー競技以外に，ロボットの知的レベルを競う RoboCup Challenge があり，また，国際会議も併設されている．

このプロジェクト参加者は，グループ内で作業を分担し，コンテストでの3位入賞のために頑張る． 因みに2003年度は24チーム参加し，4つの予選リーグを構成して戦った． 我がチームは残念なことに予選リーグ3位となり，上位2チームから構成される8チームでの決勝トーナメントに進出することができなかった． しかし，RoboCup Challengeでは3位となり，Lisbon大会の出場権を確保した．

作業はグループ内で分担するが，本プロジェクト参加者には，「Textureデータを用いた自己位置測定」あるいは「戦略的行動の生成」を担当する．

◆プロジェクトの内容

多自由度のロボットを総合的に動かすことを習得することと，特定の目標達成のアルゴリズム構築の両者をバランスよく開発するセンスをつける．

• ERS-7のプログラミング
• 多センサ多自由度系の制御方法の習得
• ロボットの行動計画立案

なお，大学院受験が負担にならない者は，RoboCupへの参加も検討する． RoboCupチームは，Team ARAIBOという名で，東大と中央大学との混成である．

◆プロジェクト開催場所

14号館822号室ならびに中央大学精密機械工学科

◆プロジェクト計画

4月：ERS-7の理解とプログラミング方法の習得
5月：JAPAN Open（大阪）への参加
      通信あるいは画像処理（研究内容の選択に拠る）の理解
6月：実験
7月：発表およびレポート提出
(RoboCupは6月27日から7月7日までポルトガルのリスボンで開催される．5月〜6月が多忙となることに注意)

領域プロジェクト ２ 『サービス工学 サービスフローモデルの開発』     担当教官 新井 民夫 教授， 下村 芳樹 助教授@RACE との共同研究

◆プロジェクトのねらい

新井教授は人工物工学研究センターのサービス工学研究部門と共に，サービス工学の研究をここ２年進めている． 本テーマでは製造物の流れをChannel(サービスの供給媒体)とContents(サービスの内容)とに分離して，モデル化することを推進する． すでに下村研究室で開発したService Explorerと既存のPetri Netとを結合させ，物の流れと情報の流れとを表現するサブモデルを構築し，そのサブモデルを結合して全体のフローモデルを表現する． これにより，サービス・シミュレータを開発し，システム構成の最適化，スケジューリング問題などを取り扱う． これらの問題の研究を通して，マルチエージェントシステム，ネットワークプログラミングなどの技術の習得を図る．

◆プロジェクトの内容

今までに開発したサービス設計用ツール，自律分散型生産システムのシミュレータなどからソフトウェア開発の技法を学ぶ． スケジュール理論や最適化理論を使用する． 物流実験を行って，シミュレータを検証する．

◆プロジェクト開催場所

14号館822号研究室を中心とし，駒場リサーチパーク４５号館人工物工学研究センターでも月に１回程度の会合を持つ．

◆プロジェクト計画

4月：研究内容の理解とシミュレータの習得
5月：サービスエージェントの実装
6月：サービスエージェントを多数接続した場合のシミュレーションとその評価
7月：発表およびレポート提出

領域プロジェクト ３ 『ロボット制御における多次元パラメータの最適化手法』     担当教官 新井 民夫 教授

◆プロジェクトのねらい

次元の高い最適化手法を実世界のモデル計算と共に行う実世界のシミュレーションは，計算機技術の発達と共に重要になってきた． 本研究では，制御系におけるパラメータ調整を動力学モデルで実世界をシミュレートすることで行う． 具体的な例としていままで解いている問題はつぎのようなものである． 丸棒丸穴の挿入作業のように接触を伴う作業を動力学モデルとしてシミュレートし，丸棒を把持するロボットのコンプライアンス（やわらかさ）とその中心とを決定する．同様に多数の歯をもつクラッチ板とスプラインの嵌め込み作業を実現した． このようなシミュレーションを用いて，実作業のモデル化を行う． Real Worldの特性をセンサで測定してその実データに基づいてシミュレーションを行うReal World Simulationの長所を上手に導入することで，センサが含まれた世界をシミュレートすることを目標とする．

◆プロジェクトの内容

最適化手法の学習と計算機情での実現

◆プロジェクト開催場所

14号館826号計算機室を中心とする．

◆プロジェクト計画

4月：研究内容の理解と動力学シミュレータの理解
5月：基礎的な実験例のプログラム化
6月：最適化手法の適用とその短時間化
7月：発表およびレポート提出

領域プロジェクト ４ 『知的環境内でのロボットの行動生成』     担当教官 新井 民夫 教授

◆プロジェクトのねらい

誰もが簡単に使いこなせるロボットの実現には，人間の意図をロボットに伝える教示（ロボットプログラミング）と，その作業に必要な情報を予め準備する作業とが共に必要である． 後者の情報収集の方法論で，予め体験して蓄積する方法は「学習」と呼ばれ，環境に利用可能な形で置く方法は「マニュアル(あるいは教科書)」とよばれる． この研究では，環境内にマニュアルに相当する情報をサイバー空間内に配置する，あるいは機械で読出し可能な形態で準備し，それらの知識を融合して，行動を生成する方法論を研究する． 既に環境内に2次元バーコードをはって，対象物の種類を短時間に測定する方法については研究を進め，システムを実現してきた． 今年度は,対象物がおかれている「場所」と「時間」と「操作の履歴」から操作が変化する作業（たとえば，新聞の片付けと新聞の探索，食器を食洗機へ運ぶこととしまうこと）を実現する知識構造を研究して，実験的に検証する．

◆プロジェクトの内容

ネットワーク上に分散配置された知識を用いて，行動生成の行う方法論を採用する． カメラを用いた対象物の状態の測定，2次元バーコードの読み出し，などの測定作業と，行動則のネットワーク内配置とその読み出しなどの動作測定、すなわち実演教示を構築する。作業の手順上、障害物によって対象が見えなくなっても、その動作を推定しつつ、教示を理解する． 次に、得られた作業意図を実現すべく、台数・大きさ・動きの異なるロボットを用いて、実現する．

◆プロジェクト開催場所

工学部14号館821号実験室を中心とする．

◆プロジェクト計画

4月：研究内容の理解とカメラ測定システムの準備
5月：知識の表現とその配置
6月：システムの構築
7月：発表およびレポート提出

卒業論文

新井研究室の卒業論文の取り組み方として，次の4つの目標を掲げる．

1. 研究手法の習得： 卒業論文は研究である．もちろん世界で一つ，世界の最先端の研究を目指すが，しかし，まだ研究方法に関して十分な経験を有していない学生も多いことから，卒業論文は研究手法の習得にも十分な時間を割く． 例えば，卒業論文はコースの締切に1週間前に提出し，大学院生ならびに教官が精読し，誤字・脱字・図表現などの細かい修正から，論旨の構成まで指摘する．
2. 共同生活：「同じ釜の飯を食う」といった雰囲気の研究室を大事にする． 季節の区切りにコンパを行い，皆でテニスを興じるなど，研究以外においても相互に協力し合う活動を行う．
3. 先端ロボット研究発表会： 毎年１１月第2週の土曜日に新井・太田研究室と外部の関連研究室で先端ロボットの合同研究発表会を行ってきた．4年生もこれに参加し発表する． これを卒業論文の中間評価とする． その他に，精密工学会の卒論発表会など対外的な発表の場に積極的に参加する．

 9月入試終了　　顔合わせ・研究開始
10月初め　　　　研究会にて発表
11月中旬　　　　中間発表  先端ロボット合同研究会
12月下旬　　　　卒論発表会資料提出
 2月上旬　　　　卒業論文提出・試問

卒業論文 １ 『ロボカップ 4脚移動ロボットによるサッカー』     担当教官 新井 民夫 教授

領域プロジェクトRoboCupも参照されたい． 卒論ではより研究的な側面を追求する．

◆卒論の狙い

新井研究室ではRoboCupの4-Legged Robot Contestに1999年より参加している． これはペット型ロボットERS-7(AIBOの新型)4台1チームでサッカーを行わせるコンテストで，ハードウェアとしては全チームが同一機器を使用し，ソフトウェア開発の点でロボットの知能を競う競技である． この卒業研究参加者は，グループ内で作業を分担し，コンテストでの3位入賞のために頑張る． 本卒業研究参加者には，「戦略的行動の生成」と「センサーモデルの構築」とを担当してもらう予定である．

◆卒論の内容

• ERS-7のプログラミング
• 多センサ多自由度系の制御方法の習得
• ロボットの行動計画立案

◆卒業研究開催場所

◆卒論研究スケジュール

卒業論文 ２ 『サービス工学 サービスフローモデルの開発』     担当教官 新井 民夫 教授

◆卒論の狙い

新井教授は人工物工学研究センターのサービス工学研究部門と共に，サービス工学の研究をここ２年進めている． PetriNetによる物の流れと情報の流れとを表現するフローモデルにより，サービス・シミュレータを開発する． このフローモデルを解析して，ボトルネックを検出することを目標とする．

◆卒論の内容

◆卒業研究開催場所

◆卒論研究スケジュール

卒業論文 ３ 『多次元パラメータの最適化手法』     担当教官 新井 民夫 教授

◆卒論の狙い

• このテーマを卒論から開始する学生は，同じ名称の領域プロジェクトを参照されたい．
• このテーマを継続して研究する学生の場合，次のテーマを中心にする．

  実世界内での機械の挙動をシミュレーションするには，(1)実世界の挙動モデル，(2)実世界の測定方法であるセンサモデル，(3)行動論理，の3種類のモデルが必要である． これらの要素を用いて実世界を模擬し，それに最適値探索方法を組み合わせることで多次元パラメータの最適化が達成される． すなわち，世界のモデルを精緻に作ることと共に，適切なセンサーモデルもまた重要である． 本研究では，丸棒丸穴の挿入作業のように接触を伴う作業や物を押す作業などを計算機内でモデル構築し，作業実行時に得られる力センサ，接触センサ，視覚センサの出力を模擬して，制御則を構築することをを目標とする．

◆卒論の内容

◆卒業研究開催場所

◆卒論研究スケジュール