Ranulfo Bezerra

研究

Connected Robotics

コネクテッド・ロボティクスは、分散した物理エージェントの通信・記憶・推論・協調行動から知能が創発するロボット・センサシステムを研究する分野です。

問題

デバイスはつながっている。推論は、まだ。

問い

つながった物理エージェントは、どうすれば共に思考できるのか?

部分観測性、不確実性、限られた通信、エッジ計算の制約のもとで、つながった物理エージェントはいかにして実世界の共有モデルを協調的に構築・更新し、それに基づいて行動できるのか。

01/構造

分散したエージェントが共有ワールドモデルにセマンティックな証拠を提供し、そのモデル上の推論が説明可能な集合的行動を生む。

つながるデバイスから、つながる推論へ。

02/研究の構造

01

集合的可観測性と適応的センシング

ロボットチームと周囲のセンサは、集合的に観測できる範囲でしか推論できない。この柱では、カバレッジ、遮蔽、センサ配置を、システムが実行時に決定し修正し続ける対象として扱う。センサを配置し、見るために移動し、次に何を測るべきかを選択する。

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手法とトピック

  • distributed sensing
  • active sensing
  • sensor placement
  • robot-deployed IoT
  • visibility & occlusion
  • multi-modal perception
  • coverage-aware behaviour

11 件の業績·2 件のプロジェクト

02

共有セマンティック・ワールドモデル

エージェントは生のセンサストリームの上で共に推論することはできない。何が存在し、どう関係し、いつ、誰によって観測され、どれほど確からしいのか——構造化された世界の共通記述が必要である。この柱では、動的・マルチモーダルで、不確実性を明示的に持つセマンティックシーングラフと物理知識グラフを構築する。

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手法とトピック

  • semantic scene graphs
  • physical knowledge graphs
  • dynamic world models
  • multimodal graph construction
  • spatio-temporal relations
  • uncertainty
  • provenance
  • semantic memory

9 件の業績·3 件のプロジェクト

03

分散フィジカル推論

ここが研究プログラムの中心である。エージェントの観測は非同期的で、部分的で、時に誤っている。分散フィジカル推論は、生データではなく「証拠」がいかにチームを伝播するか、不確実性のもとで信念がいかに更新されるか、矛盾がいかに平均化されずに検出されるか、中央権威なしにいかに一貫性が保たれるかを問う。

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手法とトピック

  • semantic evidence sharing
  • belief updating
  • contradiction detection
  • uncertainty-aware inference
  • asynchronous observation
  • reasoning consistency
  • causal analysis

11 件の業績·2 件のプロジェクト

04

説明可能な集合的意思決定と行動

共有された理解は、システムの行動を変えて初めて意味を持つ。この柱では、共有ワールドモデルを協調的な物理行動——タスク割当、マクロアクション、マルチロボットおよびロボット-IoT協調——へと変換し、その決定が人間の読める、そして反論できる根拠を伴うことを要求する。

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手法とトピック

  • interpretable task allocation
  • multi-robot coordination
  • macro-actions
  • reasoning-based planning
  • safe decision making
  • explanation traces
  • robot-IoT coordination

14 件の業績·2 件のプロジェクト

05

エッジ・フィジカルAI

他の四つの柱は、物理エージェントが現場で、電力制約のもとで、時間内に実際に計算できるものによって規定される。この柱では、グラフ表現に接地した小型モデルを開発し、ロボット-IoT-エッジの連続体に推論を分散させ、ハードウェア展開の前にシミュレーションで検証する。

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手法とトピック

  • edge AI
  • compact reasoning models
  • small language models
  • graph-grounded reasoning
  • foundation models for robotics
  • distributed inference
  • real-time reasoning
  • simulation-to-real

13 件の業績·1 件のプロジェクト

03/研究資金

所属と研究環境

本研究は、山崎公俊教授が主宰する東北大学の山崎・ベゼハ研究室(ロボットシステム学分野)において実施されています。研究室では、ロボットマニピュレーション、 モバイルマニピュレーション、家庭用ロボット、コネクテッド・ロボティクス、フィジカルAIにまたがる 相補的な研究が行われています。「コネクテッド・ロボティクスとエッジAI」は研究室の四つの研究の柱の 一つであり、私自身の研究が発展させている方向です。一部の研究はタフ・サイバーフィジカルAI研究センターとも連携して行われています。

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