動作機能を学習・獲得する3次元物体モデルの研究

学习和获取运动函数的3D物体模型研究

• 批准号: 15650030
• 负责人: 長橋 宏
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15650030/
• 关键词: 3次元モデル; 区分的多項式表現; 形状変形; 外環境; 動作機能; 連続体力学; 強化学習; 多項式表現; 制御点移動; 自律的学習; actor-critic

本研究では、『変形拘束条件を持つ物体モデルが、与えられた外環境の中で自律的に面形状を制御し、動作機能を生じさせることで目標地点に到達するプロセスを学習・獲得する』という枠組を持つ新たな3次元物体表現法を構築することを目的とした。通常の3次元モデル表現が静的な物体形状のみを表し、物体の動きに関しては形状表現とは別にスケルトンモデル等を用いて個別に表現が行われているのに対して、本研究で提案するモデル表現法では、物体モデルが置かれる外環境と目標に応じて、物体の形状変形を引き起こす面の制御点の時間的推移の仕方を自律的に学習することができる。そのため、環境が変わっても自律的に適応可能なエージェント型の3次元物体モデル表現となっており、形状変形と与えられた外環境との相互作用を行う機能を持った物体表現となる。本研究では、区分的多項式表現モデルを利用し、ごく限られた数の制御点の時間関数として動きを表現するとともに、3次元外環境空間における物体の変形と移動を評価するための基準を連続体力学の観点から検討し、それらの評価基準に基づいて形状変形プロセスを学習するシステムを実際に作成した。学習法としては、強化学習法の1つであるQ-learningを用いた。複数の形状モデルに対して、面の変形拘束条件を与えた場合の物体の動きの解析を行った結果、いわゆる水中や地上のような異なる外環境においても、本提案手法に基づいて目標点に到達するための面形状の変形プロセスをそれぞれに獲得することができた。さらに、面の変形拘束条件を変えた場合でも、同一環境、同一目標点に到達するための新たな変形プロセスも獲得できることが明らかとなった。

, this study で は "を - shape constraint conditions hold つ object モ デ ル が and え ら れ た external environment の に で self-discipline in surface shape を suppression し and movement function を じ さ せ る こ と で arrive destination location に す る プ ロ セ ス を study, obtain す る" と い う 枠 group を hold つ new た な 3 dimensional object representation を build す る こ と を purpose と し た. Usually の a 3 dimensional モ デ ル が static performance な object shape の み を table し, object の き に masato し て は shape と は don't に ス ケ ル ト ン モ デ ル い を in individual に て line performance が わ れ て い る の に し seaborne て, this study proposed で す る モ デ ル performance method で は, objects モ デ ル が buy か れ る external environment と target に 応 じ の て, object - shape を As time goes by, the を self-discipline に learning する <s:1> とがで とがで る る る る る る る る る る る る. そ の た め, environmental が - わ っ て も self-discipline に optimum 応 may な エ ー ジ ェ ン ト の 3 dimensional object モ デ ル performance と な っ て お り と, shape - shape with え ら れ た external environment と の interaction function of line を う を hold っ た object appear と な る. This study で は, distinguish between polynomial モ デ ル を using し, ご く limit ら れ た number の system royal some の time masato と し て dynamic き を performance す る と と も に environment outside, 3 dimensional space に お け の る object - shaped と mobile を review 価 す る た め の benchmark を even 続 strength の 観 point か ら beg し 検, そ れ ら の evaluation benchmark 価 に base づ い て - shape プ ロ セ ス を Learn するシステムを to make に た. The learning method と て て, reinforcement learning method 1 である である, Q-learningを uses た た. Plural の shape モ デ ル に し seaborne て, face の を - shape constraint conditions and え た occasions の の objects move き の parsing line を っ た results, い わ ゆ や る water the ground の よ う な different な る external environment に お い て も, this proposed technique に づ い て target に reach す る た め の surface shape の - shaped プ ロ セ ス を そ れ ぞ れ に get す る こ と が で き た. さ ら に, face の を - shape constraint conditions - え た occasions で も arrive, the same environment, the same target に す る た め の new た な - shaped プ ロ セ ス も get で き る こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

受容体結合モデルに基づく3次元形状モデルの動作生成に関する研究

基于受体结合模型的3D形状模型运动生成研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 電子情報通信学会総合大会講演論文集 D-I
• 作者: 近藤祥介;諸岡健一;長橋宏
• 通讯作者: 長橋宏

競合学習法を用いた写像法によるモーフィング

使用竞争学习方法通​​过映射方法进行变形

• 发表时间: 2005
• 作者: 高木宏之;諸岡健一;長橋宏
• 通讯作者: 長橋宏

Ken'ichi Morooka, Hiroyuki Takagi, Hiroshi Nagahashi: "Active Balloon Model Based on 3D Skeleton Extraction by Competitive Learning"Proceedings of the 4^<th> International Conference on 3-D Digital Imaging and Modeling. 3DIM2003. 87-94 (2003)

Kenichi Morooka、Hiroyuki Takagi、Hiroshi Nagahashi：“基于竞争性学习的 3D 骨架提取的主动气球模型”第 4 届国际 3-D 数字成像与建模会议论文集。

Motion recognition by combining HMM and reinforcement learning

• DOI: 10.1109/icsmc.2004.1401029
• 发表时间: 2004-12
• 期刊: 2004 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics (IEEE Cat. No.04CH37583)
• 作者: Kazuhisa Hamamoto;K. Morooka;H. Nagahashi

高木宏之, 諸岡健一, 長谷川修, 長橋 宏: "物体の幾何学的構造抽出に基づく3次元ポリゴンモデル生成"電子情報通信学会総合全国大会講演論文集. D-12-98. 259-259 (2003)

Hiroyuki Takagi、Kenichi Morooka、Osamu Hasekawa、Hiroshi Nagahashi：“基于对象几何结构提取的三维多边形模型生成”，IEICE 全国会议论文集（2003 年）。