RESEARCH & PROFILE

Publications,
Research History
& Profile

自由エネルギー原理、予測符号化、再帰型ニューラルネットワーク、 身体性AIを軸に、人間とロボットの相互適応的な運動生成・認識・推論を研究しています。

ICRA 2026

First-author accepted paper

IEEE T-SMC

First-author journal paper

IROS 2024

First-author LBR

FEP / HRI

Core research area

PUBLICATIONS

Selected Publications

[1] 2026

PredVLA: Predictive Sensorimotor Modeling for Sub-Million-Parameter Robot Manipulation

Hiroki Sawada and Shunichi Kasahara

arXiv preprint (arXiv:2608.26673)

Featured

小型ロボット制御器を「観測→行動」の写像として圧縮するのではなく、センサ運動ダイナミクスの予測と予測誤差による潜在状態推論として組むPredVLAを提案。ロボットデータの事前学習なし・約0.68MパラメータでLIBERO短horizon 3スイート平均86.94%(LONG含む4スイート平均75.35%)を達成し、同一のパラメータ予算・同一のfrozen front endを与えたBC-Transformer(19.73%)とBC-LSTM(10.26%)を大きく上回った。

PredVLAPredictive CodingRobot ManipulationLIBERO

[2] 2026

Free-Energy-Gated Plasticity for Real-Time Online Motor Learning in Physical Human-Robot Interaction

Hiroki Sawada and Jun Tani

arXiv preprint (arXiv:2608.23000)

Featured

PV-RNNをシナプス重みの逐次適応まで拡張し、変分自由エネルギーに応じて実効学習率を制御するFree-Energy-Gated Plasticity (FEGP)を提案。事前学習・リプレイ・タスク境界信号なしに実時間の物理的人-ロボット相互作用から3つの周期運動を獲得し、可塑性の平均的な大きさではなく予測ズレに対する時間的配置が既獲得動作の保持を決めることを示した。

FEGPPV-RNNOnline LearningTorobo

[3] 2024

Human-Robot Kinaesthetic Interaction Based on The Free Energy Principle

Hiroki Sawada, Wataru Ohata, and Jun Tani

IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics: Systems

Featured

自由エネルギー原理を組み込んだ変分再帰型ニューラルネットワーク、PV-RNNを用いて人-ロボットの力覚相互作用をモデル化。Accuracy と Complexity のバランスを担うハイパーパラメータが、物理的な人-ロボット相互作用に与える影響を定量的に分析した。

FEPPV-RNNHRITorobo

[4] 2024

Incremental Learning in Physical Human-Robot Interaction Using Predictive-Coding inspired Variational RNNs

Hiroki Sawada and Jun Tani

IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) 2024, Late Breaking Poster

Featured

PV-RNNを用いたロボットの増分学習を扱い、新たな動作を学習した際に内部状態空間の情報分布がどのように変化するかを主成分分析により可視化・定量化した。

Incremental LearningPredictive CodingPV-RNNTorobo

RESEARCH HISTORY

Research Experience

2026.4 – present

高度技能ロボットを実現する身体融合学習基盤の創出(CREST)

Sony Computer Science Laboratories, Humanity Science Project

Project Researcher

Tokyo, Japan

  • プロジェクトリサーチャーとして、物理的な人-ロボット相互作用実験の立ち上げを担当。
  • Enactic社製のオープンソースヒューマノイドロボット「OpenArm」を使用。

2025.1 – 2025.7

生成・認識・自信推定を単一モデルで行う予測符号化RNNモデル CERNet の提案・実ロボットでの実証

CY Cergy Paris Université, Équipes Traitement de l’Information et Systèmes Lab

Prof. Alexandre Pitti, Prof. Mathias Quoy

Cergy, France

  • 予測符号化を組み込んだ複数層再帰型ニューラルネットワークを提案。
  • 生成、認識、自信推定を単一の軽量なRNNモデルで統一的に実現。
  • Pollen Robotics社製ヒューマノイドロボット Reachy を用いて、実空間でのアルファベット描画タスクを検証。

2021.9 – 2026.6

自由エネルギー原理を基にした力覚的な人-ロボット相互作用研究

Okinawa Institute of Science and Technology, Cognitive Neurorobotics Research Unit

Prof. Jun Tani

Okinawa, Japan

  • 自由エネルギー原理に基づき、予測符号化的な変分RNNを用いて身体的な相互作用をモデル化。
  • 人間とロボット間の双方向の感覚運動ダイナミクスを探究。
  • 理論モデルおよび段階的学習の両面から、相互適応的な運動行動の発現を検証。

2021.5 – 2021.9

スマートフォンロボット同士がお互いを認識する画像認識モデルの構築

Okinawa Institute of Science and Technology, Neural Computation Unit

Prof. Kenji Doya

Okinawa, Japan

  • TensorFlowのCNNモデルを用いた転移学習により、スマートフォンロボット同士の画像認識モデルを構築。

2019.7 – 2020.1 / 2021.1 – 2021.4

ファンデルワールス化合物 CeTe3 及び CeTe2Se における磁気特性評価

Okinawa Institute of Science and Technology, Quantum Materials Science Unit

Associate Prof. Yoshinori Okada

Okinawa, Japan

  • ファンデルワールス層状化合物 CeTe3 および CeTe2Se の磁気特性を評価。
  • 研究成果は査読付き論文として発表。

2019.4 – 2020.3

Cu欠陥による複合アニオン層状化合物 LaCu1−δS0.5Se0.5O の熱電変換効率最適化に向けた試料合成

Keio University, Matoba-Kamihara Laboratory

Prof. Masanori Matoba

Kanagawa, Japan

  • LaCu1−δS0.5Se0.5O 多結晶体の合成に成功。
  • Cu欠陥の熱電変換特性への影響を評価し、研究成果を論文として発表。

WORK EXPERIENCE

Engineering Experience

2026.3 – 2026.4

LLM評価のための理化学系プロンプトデザイン

Mercor(Bilingual Japanese STEM Expert Writer & Editor)

Tokyo, Japan

  • LLMを評価するための理化学系プロンプト(Prompt-Rubric)を設計。
  • プロンプトの作成者(Writer)および評価者(Editor)として従事。

2023.9 – 2026.3

大規模生成モデルと自然言語処理モデルを統合した自動議事録送付システムの開発・運用

株式会社レアゾン・ホールディングス, R&D開発本部

Tokyo, Japan

  • 正社員エンジニアとして週4日勤務。
  • LLMとNLPを統合した自動議事録送付システムをメインエンジニアとして開発。
  • AWS EC2, S3, SageMaker, Lambda などを用いた非同期推論システムを構築。
  • RAGを活用したGPTエージェントを開発し、社内規則に関する自然言語問い合わせに対応。

EDUCATION

Education

2020.9 – 2026.6

Okinawa Institute of Science and Technology

PhD in Computer Science (Cognitive Neurorobotics)

Okinawa, Japan

2016.4 – 2020.3

Keio University

Bachelor of Engineering in Applied Physics and Physico-Informatics

Kanagawa, Japan

FELLOWSHIPS

Scholarships & Fellowships

2025.1 – 2025.7

French Government Scholarship

Government of France

日本人博士課程学生を対象としたフランス政府奨学金。6ヶ月間、月額1709ユーロの給付型奨学金。

2021.4 – 2022.3

JEES・ソフトバンクAI人材育成奨学金

SoftBank / JEES

AI分野の博士課程学生を対象とした給付型奨学金。使途自由の100万円を給付。

2020.9 – 2026.6

OIST PhD Fellowship

Okinawa Institute of Science and Technology

OIST博士課程における博士奨学生として採択。年間240万円の奨学金。

ACADEMIC ACTIVITIES

Academic Activities

2025.5

Reviewer, IEEE ICDL 2025 Contributed Papers

IEEE International Conference on Development and Learning 2025 における認知ロボティクスと学習分野のフルペーパー査読。