知能システム制御研究室

コンピュータ制御と機械学習によるシステムの知能化

教員

  • 教授:杉本 謙二

    教授:
    杉本 謙二

  • 助教:小林 泰介

    助教:
    小林 泰介

  • 助教:花田 研太

    助教:
    花田 研太

E-mail { kenji, kobayashi, hanada }[at] is.naist.jp

仲間や先生とともに研究に自主的・積極的に取り組める人、計算機を活用してモノを動かしたい人、広く数理科学や基礎工学に興味のある人はぜひ受験してください。

研究を始めるのに必要な知識・能力

数理的なものの見方さえできれば、情報系学科の出身でなくても大丈夫です。特に機械・電気工学系出身の学生が多数在籍しています。計算機のスキルやロボコン経験などもあれば、さらに良いでしょう。

研究室の指導方針

研究テーマは入試時の小論文から形式的に決めるのでなく、配属後に先生方と相談しつつ各自の希望を十分に考慮して決めます。研究室全体としては定例の研究報告会 (基本的に週1回)があり、輪講や、先生ごとの個別のミーティングもあります。情報以外にもいろいろな学科(機械、電気 等々)から学生が来るので、各自のバックグラウンドや適性に応じて個別に指導を行います。最初は学生同士で入門的な勉強(古典制御や機械学習)から始め、その後、各自の研究テーマごとに発展的な内容を学習して、徐々に研究レベルまで進みます。

この研究で身につく能力

技術分野としてはシステム制御、人工知能(機械学習・強化学習)、ロボティクス等ですが、むしろ大切なことは論理的なものの見方や課題への取り組み方、困難な問題に如何にして取り組む(または回避しつつ目的を遂げる)か、といった仕事の進め方、チームの内や外とのコミュニケーションの取り方であると考えます。研究室の活動を通じて、このような実力を身につけていただきます。

修了生の活躍の場

製造業などの技術系全般、特に自動車、鉄鋼、電機、機械、IT、化学、インフラなど多岐にわたります。

研究内容

杉本

ロバスト制御や適応学習制御、モデリングなど、モノを操る数理科学である制御理論の研究をしています。最近では特にネットワーク化制御や適応学習に興味を持っています。学生諸君には小型のロボットアームやドローン、柔軟構造物などによる検証実験や数値シミュレーションを通じて実社会で役立つ制御技術を習得してもらいます。

小林

これまでの「整えられた環境下で与えられた作業をこなす」ロボットを脱却し、「生物のように自らの手で目的を見出し達成していく」次世代の自律ロボットの開発を目指しています。そのために、生物を模倣した脳型情報処理構造(ニューラルネットワークなど)を用いた学習制御技術や、確率統計や力学系の特性を利用した様々な作業を扱える汎用的な目的の設計手法などについて研究しています。また、これら理論研究を検証するための新型ロボットの製作にも取り組んでいます。

花田

近年、人工知能における機械学習やソーシャルネットワークの解析で、ビッグデータ(極めて大きなサイズのデータ)を扱う機会が増えています。このようなデータは一つの計算機メモリ上には収まりきらない場合があり、非常に扱いが困難です。そこで、データを分割して複数の計算機で学習や解析を行う分散協調問題解決という手法が盛んに研究されています。本研究室では、マルチエージェントシステムを用いた分散最適化問題を解くアルゴリズムの構築や性能の数理的・数値的解析に取り組んでいます。また、これらの理論研究を検証するための新型ロボットの製作にも取り組んでいます。

研究設備と研究イメージ

図1:小型マルチコプターAR Drone  (2.0)

図1:小型マルチコプターAR Drone  (2.0)

図2
					:小型ロボットの集合

図2:小型ロボットの集合

図3:相互依存したネットワークのカスケーディング現象

図3:相互依存したネットワークのカスケーディング現象

研究業績・共同研究・社会活動・外部資金など

研究成果は、IEEE Trans. on Robotics, Nonlinear Dynamicsといった世界トップレベルの雑誌に発表しています。ミュンヘン工科大学などと国際共同研究を進める一方、複数の民間企業(ダイヘン、サムソンなど)との実用化研究にも積極的に取り組んでいます。科研費(基盤B,若手研究、若手Bなど)や財団の助成金もコンスタントに獲得していて、毎年多くの学生が国内外で研究発表をしています。
 より詳しい情報はウェブページ(http://genesis.naist.jp/)や下記の著作を参考にして下さい。

  • 小林ら、『19.11マルチロコモーション』、松野ほか(編)、ロボット制御学ハンドブック、近代科学社、pp. 644-646 (2017)