第16回横幹連合コンファレンスの発表資料（2025年12月13日@金沢工業大学）

ロボット学とイノベーション 学問と技術チャレンジが導く社会への技術の浸透 日本ロボット学会・ 千葉工業大学未来ロボティクス学科 上田隆一

日本ロボット学会（RSJ） • 1983年1月28日設立 • 会員数: 3,647人（2024年。個人会員数） • 主な活動 • 学会誌: 和文、英文（IF2.0） • 学術講演会 • セミナー • 専門委員会、ワーキンググループ（活発） • 昨年は子育てに関する話題が盛り上がって 少し参加しました 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 2

登壇者: 上田隆一 • 富山県小矢部市出身 • 千葉工業大学先進工学部未来ロボティクス学科教授 • 仕事1: 執筆 もう 一冊 執筆 中 • 仕事2: 研究 • ロボットの自律移動、認識技術 ロボット学会学会誌 論文賞（2024） 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 3

今日の話: ロボットと自動車の自動運転 技術がどうやってひろがっていったか • ↓2020年代の状況 • どれくらい年月がかかっているか 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 4

自動運転の技術史（大雑把なもの） • 自動運転に使われる技術の歴史 • 2020年代: 言語を使った認識や制御が可能に • 人工ニューラルネットワーク（特にTransformer）の進化 • これ自体も歴史は古い • 2010年代: 物体認識などでの革新 • 機械学習、人工ニューラルネットワーク • GPU • 2000年代: センサの性能向上 + 位置情報の扱いで技術革新 • 確率ロボティクス • レーザースキャナ（LiDAR） 2025/12/13 今回の話 第16回横幹連合コンファレンス （まだまだ続く） 5

さらに過去の話 • 1990年代: PCの性能向上 • 1980年代: 国内で移動ロボットの研究が盛んに • 1970年代: 現在のような移動ロボットの原型 • 1960年代: カルマンフィルタの発明（アポロ計画）、現代制御理論 • 1950年代: 動的計画法（強化学習の基礎理論）、情報理論、古典制御理論 • 1940年代: 軍事技術の発展 • 1930年代: チューリングマシン ・・・ • 1700年代: ベイズの定理 確認: イノベーションという話が出た ら過去も見ないといけない 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 6

本題に入る前に • イノベーションはなかなか起こらないが 簡単に止まる（書籍に書いたことの補足） • ベイズ的な手法 • 統計学の権威が否定→100年以上地下に潜る • 日本における自動運転・ロボティクス（その他の多くの研究） • 2000年代に○○ショックで全部止まる • かなりの芽が摘まれて今に至る • （若手と話をして研究を止めてしまわないかとビクビクする日々） 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 7

本題: ロボットの競技会、実験会 • 一般に「ロボコン」と呼ばれるもの • 様々な理由、複合的な理由で開かれる • 研究目的、教育目的、娯楽・営利・宣伝、テレビの尺埋め • 研究者が開催するロボコン・実験会 同じものだと思って 話をするとすごく 嫌がられることも • RSJも協賛 • （変なしがらみがなければ）研究を促進したい • 勝敗を避けるものもある（コンテストではなく実験会） • なんで促進できるか（できない場合もある） • 尖った研究者を解くべき問題に導く・問題を見つけてもらう 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 8

RoboCup（Robot Soccer World Cup） • ロボットサッカーの世界大会 • 2025年の大会: 40カ国2000人の参加者 • 1997年に第1回大会 • 1993年ごろから構想[浅田2025] • 立ち上げの中心: 阪大の浅田先生、 ソニーの北野さん、電総研の松原先生 • どんな大会か: 自律ロボットに サッカーをさせる • 自律: 自分でセンシングして自分で 判断して自分で動く • ※ほかの種目もあるけど話を単純化します 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 2006年ブレーメン大会 （4足ロボットリーグ） 9

• https://2025.robocup.org/wrap-up/

サッカーと当時のロボット • サッカーさせるのは難しい • センサー（カメラ）: 高画質のものは 大きなCCDカメラしかない • PC（CPU） • Pentium 2～4くらいの頃 • 内部周波数 < 1GHz • シングルコア • オープンソース（ハード） • ほぼなし • 基本自前でなんでも作る • （工場の用途以外では）お金にならない 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 10

そのような中でのRoboCupの立ち上げ • 正直、個人技ばかりの私には想像がつきませんが・・・ • 各キーパーソンの考えは本人の執筆物などを参考のこと • ひとつ分かること • 当時の研究者に「将来がこうなる/こうあるべきだ」 という勘のようなものが頭にできていた • 発起人だけでなく世界各国の研究者が呼応できて国際大会に • 時代としては早すぎるが、おそらく研究者の本能 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 11

RoboCupの標榜したこと • 「西暦2050年までに、サッカーの世界チャンピオンチームに勝 てる、自律移動のヒューマノイドロボットのチームを作る」 • アポロ計画に倣った • 月に行くだけでなく、それに付随する研究開発に期待 • 例: カルマンフィルタ[Kalman1960] • 私の主観 • 2025年現在: いけそうな気がする • 当時（2000年頃）: ええ・・・ほんと？ • 右: 2000年の練習試合 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 12

早すぎる例: 4足ロボットリーグ • 講師の所属したリーグ • AIBOを使う（さっきの動画は貴重なプロトタイプ） ERS-1100（競技用ERS-110） • ハードのメンテナンスから解放される一方、 制約が大きい（改造禁止） • CPU周波数: 50MHz • DRAM容量: 16MB ERS-210 • 「主記憶装置に、大容量16MBメモリーを内蔵」 • カメラの画素数: 88x72 • もっと大きくできたようだが計算が追い付かず サッカーなんかできるのか？ 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 88x72の画像 ERS-7 13

• https://www.sony.com/ja/SonyInfo/News/Press/199905/99-046/

早すぎるとどうなったか→研究が進んだ • 通常の研究: • カメラの画素数が足りないです→いいの買って取り換えよう 4足リーグ: できない →工夫するしかない • 成熟した分野: • ロボットでなんか競技やるぞ • →俺はいいや（打算） • →大学の宣伝にコスパいい（打算） 当時のRoboCup: 一流どころ がみんな応用に飢えている 数十人（当初）～数百人の研究者が （時には取材で笑われながら）ソフトウェアの工夫に集中 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 14

4足リーグの成果の例（研究） • MCL（Monte Carlo localization） [Fox1999] [Dellaert1999]の応用 • MCL: ロボットが自身で位置を計測 （自己位置推定）する方法 • 自分の分身（数百～）をシミュレーション して妥当な分身の位置を出力 • MCLの作者もリーグに所属 • 実はカルマンフィルタの後継アルゴリズム （アポロ計画の再現？） 今はさまざまな手法があるが、 研究者が希望を持った事例として最重要 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス MCL+修論のアルゴリズムで動作する ゴールキーパー[上田2003] 15

RoboCupの成果（人） • 1日中ロボットを動かしていた研究者が世界的に大量に錬成された • ロボットを動かすのにそこまで時間を割く研究者は少ない • 研究者+職人エンジニア=最強 • 自国や大きなtech企業で中心となる研究者に • 自身の場合→翻訳（2008年） • SNSが未成熟＋国内の研究がこれまで強すぎたので 最新の研究が国内に入り込みずらい • どう考えても自分の研究より翻訳のほうが重要 • 私自身というより環境と経験がそう判断させる 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 16

その後の流れ • RoboCup • @Homeリーグ（家事のリーグ）でロボットがさまざまな仕事 • DARPAグランド・チャレンジ（2000年代後半） • 砂漠（その後市街地）で自律の乗用車を走らせる • 自己位置推定+地図生成 • RoboCupと同様の効果で自動運転の 研究者が世界中に • 現在の自動運転の研究の流れができる • 残念ながら日本からは参加なし （大変すぎる・不景気） 地図の例（千葉工大の津田沼 キャンパス。6ヘクタール） 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 17

国内のうごき: 移動ロボットの自律走行 • 国内にあわせた動き • 自動車は実験するところがない • 筑波大油田研の自律ロボット研究の歴史・強み • 油田研からの動き • 測域センサ（≒2次元LiDAR）の共同開発（2004年） • レーザーで周囲の障害物を正確に計測可能に • 小型・安価（今までのはとにかくでかくて高い） • 実験会の開催（つくばチャレンジ。2007年にプレプレ大会） • 移動ロボットを屋外で自律走行させる実験会 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス を読んでて くれていたらしい 18

つくばチャレンジ • 記録の伸び • 2007年: 100m、2008年: 450m+、2009年: 1km・・・ • 千葉工大チーム（林原研究室）も2016年に完走（2km） • 重要: 人の育成 • 2024年度参加者: 570人 • 今後効いてくるはず 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 19

• https://www.docswell.com/s/ystk_hara/Z22VL9-tsukuba-challenge-2024-survey

最近の話題: 模倣学習・VLA （vision-language-action model） • 人工ニューラルネットワークによる高度なロボット制御の実現 • ここ3年くらいに急速に（動作の例） • GPTのようなものと組み合わせることで言語も理解 • 確率論が非常に重要な役割 • RoboCupと人工ニューラルネットワーク • 当初から利用の試みられていたが用途は限定的（2000年代） • このころから研究者がGoogleなどの企業に→現在につながる • 2010年代に画像処理でまず実用 • これからはロボットサッカーのように速く動くものへの適用が進むと予想 →「2050年までに・・・」の実現？ • つくばチャレンジにも？ 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 20

• https://www.physicalintelligence.company/blog/pi0

まとめ • ロボットの技術チャレンジ • 重要な役割 • 技術革新や実用に向けての試用 • 人の育成 • 釘刺し: ただし適切な難易度や未来の問題の先取りがないと 視野の狭い人しか育たない可能性も • 今回の発表とイノベーション • おそらく目立った事例については、 常に背景を考えてほしいという自身の思い（怨念？）が出ている 2025/12/13 第16回横幹連合コンファレンス 21