国立東京工業高等専門学校 シラバス 国立東京工業高等専門学校トップページへ戻る シラバス 閲覧戻る
教科目名
知能情報工学
 
担 当 教 官 乾 伸雄
学年、学科等 5年 情報工学科 通常講義
単位数 期間 選択 1 単位 後期 週2時間 (合計 30 時間)
授業の目標と概要
状況に応じて適切に行動するロボットの実現は人類の夢であるが,これは様々な技術の集約により,はじめて実現可
能なものとなる.本講義では,特にロボットの経路問題,未知の環境下における自律的な行動の学習,およびロボッ
トと人間の間のインタラクションをテーマに,アルゴリズムや問題解決のモデルを学習する.
カリキュラムにおける位置づけ
C言語などのプログラミング言語を理解しており,与えられたアルゴリズムおよびデータ構造をプログラムとして実
現できることが望ましい.
授業の内容 時間
1 本講義で対象とするロボット 2
   本講義で対象とするロボットについて概説する.
   本講義では,ロボットの経路を決定する手法について説明する.
   掃除ロボット,マルチエージェントサッカーなどを例に取り,行動を決定するさいの問題の
   モデルについて解説する.
   目標:ロボットを取り巻く問題について理解する.
2 状態と探索空間 5
   迷路のようにある地点の行動が規則によって表現される場合,迷路で距離を考慮する場合,障害物が
   与えられたときの経路の場合(ロードマップ法,ボロノイ図),さらにロボットの大きさ,形状を考
   慮した場合(コンフィギュレーション空間)の経路について解説する.
   目標:問題に適した表現方法を用いて,実際に記述できるようになる.
3 地図情報が与えられたときのロボットの経路問題 6
   出発地点から目標地点に至る経路を探索する手法として,縦型探索,横型探索,最良優先探索(A*)
   について述べる.また,距離情報が与えられたときに,出発地点から目標地点までの経路を算出する
   最短経路問題の解法であるダイクストラ法について解説する.さらに,難しい問題として,巡回セー
   ルスマン問題について解説する.
   目標:種々の探索手法を駆使できるようになるとともに,各種探索法の利点と欠点を理解する.
4 演習 2
5 モデルベースな障害物を回避するためのロボットの経路問題 2
   目標地点に引力,障害物に反発力が働くという考えの下でロボットの経路を決定するポテンシャル法
   について解説する.
   目標:ポテンシャル法の考え方を理解し,具体的な問題に対して,解法のイメージをつかめるように
      なる.
6 強化学習の手法によるロボットの経路問題 6
   強化学習の一種であるQ学習を題材に,障害物の位置が固定されている場合,障害物が動く場合にお
   ける価値関数,行動価値関数の学習方法について解説する.
   目標:強化学習の考え方を理解し,解法のイメージをつかめるようになる.

(続き)
教科目名
知能情報工学
 
授業の内容 時間
7 積み木の世界におけるロボットのプランニング 4
   自然言語文を解釈し,ロボットの行動を決定するモデルである「積み木の世界」について解説する.
   目標:自然言語文を論理的な表現に変換する方法,目標を達成するためのプランニングを理解する.
8 演習 2
学年末試験 1
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
教科書
補助教科書
履修上の注意
評価基準
知能ロボットのモデルベースな動作計画方法について理解できる。ロボットを行動させるためには様々な問題があることを理解し、問題に応じ、どのようなアプローチが提案されているか、具体的に説明できる。
評価法
定期試験75%,演習15%,発表等10%
学習・教育目標 東京高専
C-6
JABEE
(d)