星野研究室

Soft Intelligent System on Chip 研究室

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脳を測る! 脳の模す! 脳を創る!

Soft Intelligent System On chip研究室では、人間に関わる「モノ」の研究開発、特に人間の持つ知能をリアルタイム処理する人工知能システム・人間のように振る舞うロボットの開発研究をしています。 人は「光」で見て,脳の「電子回路」で判断して動きます。同じようにロボットも電子・光のチカラで動いています. 今の時代は,人のように振る舞い、そして人にやさしい「モノ」を作ることが要求されています。

Soft Intelligent System on Chip

Soft Intelligentとは、人のように柔軟で柔らかい思考を持った知能の事を意味します。 System On chipとは、1チップのICにシステムを作りこむ開発技術の事をいいます。 これにより、装置の小型化や製造コストの低減、配線の省略による高速化などが期待できます。


開発事例の紹介

アクティブカメラロボット

SoCFPGAという”チップ”を使ってリアルタイム画像処理を行い、高速に運動する物体をアクティブカメラより追跡します。 これにより、人間の持つ高度な視覚の機能を、コンピュータを使って実現することができます。


FPGA

FPGAとはField-Programmable Gate Arrayの略で,ディジタル回路をユーザーが自由に設計し書き込むことができる集積回路のことです. 回路設計にはハードウェア記述言語と呼ばれるものを使って,プログラミングを行う感覚で回路を設計することができます。   また,回路は何度でも書き換え可能であるため,回路に不具合が見つかった時は改良版の回路に書き換えるだけで済みます。



ライントレースカー

自動車の自動走行を目的としたライントレースカーの研究を行っています。 ライントレースカーは,床に引かれた白色のラインをセンサーで読み取り、線に沿って走行します。 ファジィ理論を取り入れることで安定した走行が可能となり、開発者や運転者が自動車の挙動を直感的に理解しやすくなります。
●Simple program = 操舵角度と左右の後輪モータの出力を一般的な規則制御(ルールベース制御)
●Moter fuzzy conrtrol = 操舵角度は一般的な規則制御,左右の後輪モータ出力をファジィ制御
●Full fuzzy conrtrol = 操舵角度と左右の後輪モータ出力の両方をファジィ制御
なめらかな制御が出来ていることがわかりますね。



ファジィ制御

人間のように曖昧を含んだルールでシステムを制御することができます。
センサーの位置を右・中・左の区間に分けます.それらは50%づつオーバーラップしてます.
このオーバーラップが,"らしさ"="曖昧さ"の広がりです.この"らしさ"には,縦軸の度合(グレード値)が設定されてます.
この度合(例えば0.7や0.3)のらしさの度合に対応した操舵角度(‐26°,0°,+26°)を度合分の重み付き平均で操舵角度を計算します. この方法で,人の知能のように"らしさ"="曖昧さ"を使った制御が可能になります.



害獣捕獲システム

  近年、猿による農作物の被害が発生しています。   この被害を防止するため、猿を檻に誘い込み捕獲するシステムを開発しています。   人工知能を使って檻の中に猿が入ったかを認識します。   檻の中に猿が入ると管理者にアラートが送られ、遠隔操作で檻の扉を閉めます。


オープンキャンパスの風景

オープンキャンパスでは、参加者の皆さんとAIが対戦ゲームを行いました。 また、人工知能を搭載したロボットの紹介や動画説明をしていました。 とても熱中して聞いていました。