脚ロボット向けAI制御システムを開発(An AI-Powered Control System for Robots With Legs)

2026-07-06 ハーバード大学

ハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学・応用科学大学院(SEAS)の研究チームは、脚を持つロボットの歩行性能を大幅に向上させるAIベースの制御システムを開発した。脚式ロボットは不整地や障害物の多い環境で高い機動性を発揮する一方、地形変化に応じたリアルタイム制御が難しく、転倒や動作の不安定さが課題となっていた。新たなシステムでは、機械学習を用いてロボットの動作を継続的に最適化し、センサーから得られる情報を基に足の接地タイミングや姿勢、推進力を瞬時に調整することで、多様な地形でも安定した歩行を実現した。また、従来より少ない試行回数で制御方策を獲得できるため、学習効率も向上している。実験では、段差や傾斜、不規則な地面など複雑な環境でも高い安定性と適応性を示した。本成果は、災害対応や物流、建設現場、惑星探査など、人が容易に進入できない環境で活動する脚式ロボットの実用化を加速させる技術として期待される。

<関連情報>

拡散モデル予測制御を用いた柔軟な移動学習 Flexible Locomotion Learning with Diffusion Model Predictive Control

Runhan Huang, Haldun Balim, Heng Yang, Yilun Du
arXiv  Submitted on 5 Oct 2025
DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2510.04234

脚ロボット向けAI制御システムを開発(An AI-Powered Control System for Robots With Legs)

Abstract

Legged locomotion demands controllers that are both robust and adaptable, while remaining compatible with task and safety considerations. However, model-free reinforcement learning (RL) methods often yield a fixed policy that can be difficult to adapt to new behaviors at test time. In contrast, Model Predictive Control (MPC) provides a natural approach to flexible behavior synthesis by incorporating different objectives and constraints directly into its optimization process. However, classical MPC relies on accurate dynamics models, which are often difficult to obtain in complex environments and typically require simplifying assumptions. We present Diffusion-MPC, which leverages a learned generative diffusion model as an approximate dynamics prior for planning, enabling flexible test-time adaptation through reward and constraint based optimization. Diffusion-MPC jointly predicts future states and actions; at each reverse step, we incorporate reward planning and impose constraint projection, yielding trajectories that satisfy task objectives while remaining within physical limits. To obtain a planning model that adapts beyond imitation pretraining, we introduce an interactive training algorithm for diffusion based planner: we execute our reward-and-constraint planner in environment, then filter and reweight the collected trajectories by their realized returns before updating the denoiser. Our design enables strong test-time adaptability, allowing the planner to adjust to new reward specifications without retraining. We validate Diffusion-MPC on real world, demonstrating strong locomotion and flexible adaptation.

0109ロボット
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