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形態形成ロボティクス [1]は、一般的に、生物学的形態形成に着想を得たロボティクスの課題に対処する方法論を指します。[2] [3]
背景
エピジェネティックとの違い
形態形成ロボティクスは、エピジェネティックロボティクスと関連がありますが、異なります。形態形成ロボティクスとエピジェネティックロボティクスの主な違いは、前者は生物の初期形態形成にヒントを得た遺伝的・細胞的メカニズムを用いたロボットの自己組織化、自己再構成、自己集合、自己適応制御に焦点を当てており（活動非依存的発達）、その過程で生物の身体と制御器が同時に発達するのに対し、後者はロボットの生涯にわたる経験を通じて言語、感情、社会的スキルなどの認知能力の発達を重視している点です（活動依存的発達）。形態形成ロボティクスは発生生物学やシステム生物学と密接に関連していますが、エピジェネティックロボティクスは認知科学、発達心理学、神経科学から生まれた発達認知神経科学に関連しています。
トピック
形態形成ロボット工学には、以下の主なトピックが含まれますが、これらに限定されません。
- 「形態形成群ロボット」は、生物学的初期形態形成を制御する遺伝的および細胞的メカニズムを使用して、複数のロボットの自己組織化を扱います。[4] [5] [6] [7] [8] [9]
- 「形態形成モジュール型ロボット」とは、モジュール型ロボットが形態形成原理を用いて自律的に構成を適応させるロボットである。[10] [11]
- 「発達的アプローチ」は、センサーやアクチュエーターなどのロボットのボディープランの設計、および生成コーディング[12]遺伝子制御ネットワークモデルを使用したニューラルコントローラーなどのコントローラーの設計を扱います。[13] [14] [15] [16] [17]
参照
参考文献
- ^ Y. Jin と Y. Meng。形態形成ロボティクス：発達ロボティクスにおける新たな分野。IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part C: Applications and Reviews、41(2):145-160、2011
- ^ I. Salazar-Ciudad、H. Garcia-Fernandez、RV Sole。パターン形成が可能な遺伝子ネットワーク：誘導から反応拡散まで。理論生物学ジャーナル、205：587-603、2000年
- ^ L. ウォルパート『開発の原理』オックスフォード大学出版局、2002年
- ^ H. Guo、Y. Meng、Y. Jin。遺伝子制御ネットワークの進化的多目的最適化によるマルチロボット構築のための細胞メカニズム。BioSystems 、 98(3):193-203、2009
- ^ M. Mamei、M. Vasirani、F. Zambonelli、「単純な移動ロボットの群れにおける形態形成の実験」。応用人工知能、18、9-10：903-919、2004
- ^ W. Shen、P. Will、A. Galstyan。ホルモンに触発されたロボット群の自己組織化と分散制御。自律ロボット、17、pp.93-105、2004
- ^ H. Hamann、H. Wörn、K. Crailsheim、T. Schmickl: 生物にヒントを得たロボット群アルゴリズムの空間マクロモデル。IROS 2008: 1415-1420
- ^ Y. Jin、H. Guo、Y. Meng。適応型マルチロボットパターン形成のための階層型遺伝子制御ネットワーク。IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part B: Cybernetics、42(3):805-816、2012
- ^ H. Guo、Y. Jin、Y. Meng。自己組織化マルチロボットパターン形成と境界カバレッジのための形態形成フレームワーク。ACM Transactions on Autonomous and Adaptive Systems、7(1)、Article No. 15、2012年4月。doi:10.1145/2168260.2168275
- ^ T. Schmickl、J. Stradner、H. Hamann、および K. Crailsheim。マルチモジュールロボットの人工進化をサポートする主要なフィードバック。Proc . IEEE/RSJ Int. Conf. Intelligent Robots and Systems (IROS)、ロボットの進化的設計における新たな地平の探求ワークショップ、2009 年 10 月 11 ～ 15 日、米国ミズーリ州セントルイス、pp. 65 ～ 72
- ^ Y. Meng、Y. Zheng、Y. Jin。階層的機械化学モデルの進化によるモジュラーロボットの自律的自己再構成。IEEE Computational Intelligence Magazine、6(1):43-54、2011
- ^ GS Hornby と JB Pollack。L システムを生成エンコーディングとして使用した身体と脳の共進化。 人工生命、8:3、2002
- ^ JA Lee および J. Sitte。ロボット歩行のための形態形成進化型ハードウェア コントローラ。研究および教育エンターテイメントのための自律型ミニロボットに関する第 2 回国際シンポジウム (AMiRE 2003)、2003 年 2 月 18 ～ 20 日、オーストラリア、ブリスベン
- ^ G. Gomez と P. Eggenberger。ロボットハンドの自己探索動作による把持の進化的統合。進化計算に関する会議、2007 年
- ^ L. Schramm、Y. Jin、B. Sendhoff。多細胞生物の進化における運動制御と形態発達の新たな結合。第 10 回ヨーロッパ人工生命会議、ブダペスト、2009 年 9 月
- ^ Y. Meng、Y. Jin、J. Yin。BCMスパイキングニューラルネットワークにおける活動依存可塑性のモデリングと人間の行動認識への応用。IEEE Transactions on Neural Networks、22(12):1952-1966、2011
- ^ J. Yin、Y. Meng、Y. Jin。リザーバーコンピューティングにおける構造的自己組織化への発達的アプローチ。IEEE Transactions on Autonomous Mental Development、2012年
外部リンク
- Yaochu Jin教授が管理する形態形成ロボティクスに関するウェブサイト
- EC FP7 プロジェクト: SWARM-ORGAN
- 欧州プロジェクト: 共生進化ロボット生物 (SYMBRION) とロボット進化自己プログラミングおよび自己組織化生物 (REPLICATOR)
- ダリオ・フロリアーノ教授のインテリジェントシステム研究室
- コーネル大学ホッド・リプソン教授の計算合成研究室
- ジョン・ポラック教授の動的かつ進化的な機械組織研究室