タスク・モーション統合計画

概要

タスク・モーション統合計画（TAMP）は、多数の物体を含む環境で動作するロボットのための計画問題であり、ロボット自身が世界の中を移動する行動と、物体の状態を変える行動の双方を対象とする。「どの順序で何をするか」という記号レベルの計画と、「その動作をどの軌道で実現するか」という連続レベルの計画が相互に依存する点が本質である。ある行動列が実行可能かどうかは、対応する軌道が衝突なく存在するかに左右される。

技術的な要点

TAMPは離散的なタスク計画、離散と連続が混在する数理計画、連続的な動作計画という三つの領域にまたがり、これらのいずれの分野の手法によっても直接には効果的に解けない。解法は主に二つの軸で整理される。第一に連続部分問題をどう扱うか、すなわちサンプリングにより候補となる把持姿勢や配置を離散化するか、最適化問題として定式化するかという方針の違いである。第二に、離散レベルの決定と連続レベルの動作をどう統合するか、たとえばタスク計画を先に立てて動作計画で検証するのか、両者を交互に精緻化するのかという構成の違いである。

産業での位置づけ

単一の把持動作ではなく、機械への部品供給、加工、搬送といった複数工程を一連の作業として自律実行させる用途で必要となる。工程ごとに個別のワークセルを組む従来の産業自動化に対し、汎用ロボットが複数の設備を横断して作業を組み立てるには、この統合計画層が前提となる。近年は学習ベースの方策をTAMPの枠組みに組み込む研究も進んでいる。