AITL-H

🤖 AITL-H：Hybrid型構造制御フレームワーク

AITL-H（All-in-Theory Logic - Hybrid）は、人型ロボットや適応型システムに向けて設計された階層型知能制御アーキテクチャです。
FSM（本能）× PID（理性）× LLM（知性）の三層構造により、瞬時性・安定性・柔軟性を兼ね備えた制御を実現します。

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• 🇺🇸 English README here
  　→ AITL-H: Hybrid Intelligent Control Architecture for Humanoid Systems using FSM × PID × LLM

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🧭 概要

項目	内容
名称	AITL-H（Hybrid）
目的	構造的AI制御による人型ロボット制御手法の確立
中核原理	- FSM：状態遷移による本能的行動制御 - PID：物理量（角度・速度）の連続制御 - LLM：高度な判断・対話・学習による知能化

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🧘 三層アーキテクチャ構成

層	機能	実装例
FSM層	状態遷移に基づくロジック制御	fsm_engine.py, fsm_state_def.yaml
PID層	各関節・移動量の物理制御	pid_controller.py, pid_module.py
LLM層	状況判断、異常検出、言語応答	llm_interface.py, llm_logger.py

各層は疎結合・協調的に設計されており、独立した開発・段階的統合が可能です。

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📘 PoC設計マニュアル（全16章）

FSM×PID×LLM統合に基づいた人型ロボットPoC設計マニュアルを公開しています。
▶︎ 📖 マニュアルを読む

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🧪 PoC一覧

タイトル	概要	パス
🧭 ジンバル制御（FSM + PID + LLM）	ハイブリッド閉ループ制御	PoC/gimbal_control
🔍 その他PoC	※今後追加	-

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🧪 実装例：FSM × PID × LLMによる3軸ジンバル制御（AITL-HX）

AITL-HXアーキテクチャによるジンバル制御のPoC実装。
自然言語指令 → 状態遷移（FSM） → PID安定制御 → アクチュエータ という閉ループ構成。

📂 ディレクトリ：PoC/gimbal_control/
📘 詳細：READMEはこちら

構成要素	説明
LLM層	自然言語指令からの目標生成・意図判断
FSM層	状態切替（待機・追従・異常復帰）
PID層	Roll・Pitch・Yawの3軸PID制御
センサ層	3軸IMUセンサモデル（姿勢推定）
アクチュエータ層	PWM制御によるモータ出力（模擬）

🧭 学習ポイント：

• FSM + PID + LLMによるハイブリッド制御の全体設計
• 自然言語 → 制御目標への変換と適応
• MIMO制御と状態管理の連携による閉ループ知能制御の実装

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🤖 ChatGPT支援：協調型設計ツール群

accelerated_design/では、ChatGPTを活用した設計支援ツールを提供：

• 状態遷移自動提案（プロンプト → FSM YAML）
• テストシナリオ生成／ログ可視化支援
• ドキュメント自動生成・設計レビュー支援

🧠 人とAIの協調設計環境構築を目的とした実験的開発群です。

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📂 ディレクトリ構成

AITL-H/
├── theory/                # 構造設計思想・アーキテクチャ解説
├── PoC/                   # 人型ロボット用統合制御の実証コード・ログ
├── implementary/          # 各制御モジュール（FSM/PID/LLM）のPython実装
└── accelerated_design/    # GPT連携による状態設計・支援ツール

ディレクトリ	内容
theory/	設計思想・三層構造の理論背景
PoC/	制御シナリオ・ロギング・評価
implementary/	FSM・PID・通信・LLM連携コード
accelerated_design/	設計提案支援ツール・ログ整形支援

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🚀 応用領域

• 🧓 介護支援ロボット：感情認識＋物理制御
• 🛠 自己進化型制御：LLMによる異常検知とフィードバック改善
• 🌏 災害対応ロボット：定型動作と推論行動の組合せ
• 🎓 教育・研究用途：AI×制御の融合教材として最適

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🎓 教育教材：EduControllerとの連携

AITL-Hの制御理論基盤は、教育教材「EduController」の第9章に完全対応しています。

章	内容	AITL-Hとの関係
Part 1〜5	古典〜現代制御理論	PID層の理論的基盤
Part 6〜8	NN制御・強化学習	AI応用制御への展開
Part 9	FSM×PID×LLM統合制御	AITL-Hの構造と実装を教材化

🔗 EduController リポジトリを見る

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🧩 実チップ設計への展開：Edusemiとの接続

PoCレベルを超えてSoC設計・RTL実装・物理設計まで扱いたい場合は、
関連プロジェクト Edusemi v4.x の「特別編」が対応しています。

章	内容
第3章	FSM×PID×LLM統合制御のSoC設計
第4章	OpenLaneによるRTL〜GDSII変換
第5章	DRC/LVS/DFM設計指針と物理整合

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📚 関連プロジェクト一覧

• Edusemi v4.x：半導体／SoC設計教材（実装対応）
• EduController：制御理論〜AI制御の教育教材
• Rekiden：歴史シミュレーション教材（FSM応用）

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👤 執筆者情報

• 氏名：三溝 真一（Shinichi Samizo）
• 学歴：信州大学大学院 電気電子工学専攻 修了
• 経歴：セイコーエプソン（1997年入社）にて以下を歴任
  • 0.35µm〜0.18µm世代のロジック・メモリ開発
  • 高耐圧CMOS混載・AMS系技術開発
  • TFP技術およびPrecisionCore製品化

📧 shin3t72@gmail.com
🔗 GitHub: Samizo-AITL

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© 2025 Shinichi Samizo — MIT License
教材・ソースコード・構造図等はMITライセンスにて自由に利用可能です。

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