🤖 AITL-H：Hybrid型構造制御フレームワーク
🤖 AITL-H: Hybrid Structural Control Framework
⚠️ 開発・検証中 / Under Development
本プロジェクトは現在も 発展途上 にあり、構成・仕様・実装内容は今後変更される可能性があります。
利用・参照の際は、最新のリポジトリ内容をご確認ください。
⚠️ Under development/testing. This project is still evolving, and its structure, specifications, and implementation may change. Please check the latest repository contents when using or referencing it.
🆕 最新情報 / Update Log
| 日付 | 更新内容 / Update | 参照 |
|---|---|---|
| 2025-08-25 | 🚩 Humanoid Robot PoC（集大成）をトップに追加 | PoCページ |
| 2025-08-25 | 📑 PoCレポート3本（PWM Ripple / Thermal / Mission Energy）公開 | Docs Index |
| 2025-08-25 | 🎤 発表用スライド雛形を追加 | Slides |
🔗 公式リンク / Official Links
| 言語 / Language | GitHub Pages 🌐 | GitHub 💻 |
|---|---|---|
| 🇯🇵 Japanese |  |
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| 🇺🇸 English |  |
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🧭 概要 / Overview
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 名称 | AITL-H（Hybrid） 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 Establishing humanoid robot control methods using structural AI control |
| 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 - FSM: instinctive behavior control through state transitions - PID: continuous control of physical quantities (angle, velocity) - LLM: intelligence through advanced decision-making, dialogue, and learning |
🧘 三層アーキテクチャ構成 / Three-Layer Architecture
| 層 | 機能 | 実装例 |
|---|---|---|
| FSM層 | 状態遷移に基づくロジック制御 Logic control based on state transitions |
fsm_engine.py, fsm_state_def.yaml |
| PID層 | 各関節・移動量の物理制御 Physical control of joints and motion quantities |
pid_controller.py, pid_module.py |
| LLM層 | 状況判断、異常検出、言語応答 Situation assessment, anomaly detection, and language response |
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。
Each layer is designed to be loosely coupled yet cooperative, allowing independent development and step-by-step integration.
AITL-H: Hybrid Architecture
📌 This diagram is displayed on GitHub. On the site, use the button below to view the GitHub version.
flowchart TB
subgraph LLM["LLM Layer"]
L1[Decision-Making]
L2[Anomaly Detection]
L3[Language Response]
end
subgraph PID["PID Layer"]
P1[Continuous Control]
P2[Joint Angles / MIMO]
end
subgraph FSM["FSM Layer"]
F1[Logic Control]
F2[State Transitions]
end
LLM -->|Scenario / Commands| FSM
FSM -->|Mode Control / Gain Select| PID
PID -->|PWM / Control Signals| ACT["Actuators"]
ACT -->|Motion Response| SEN["Sensors (IMU, etc.)"]
SEN -->|Perception Feedback| LLM
classDef box fill:#eaf5ff,stroke:#6ca7ff,stroke-width:1px,rx:6,ry:6;
class LLM,PID,FSM,ACT,SEN box
click F1 "https://github.com/Samizo-AITL/AITL-H/search?q=fsm_engine.py" "FSM Implementation"
click P1 "https://github.com/Samizo-AITL/AITL-H/search?q=pid_controller.py" "PID Implementation"
click L1 "https://github.com/Samizo-AITL/AITL-H/search?q=llm_interface.py" "LLM Interface"
🌏 戦略的重要性 / Strategic Significance
AITL-Hは、単なる制御アーキテクチャではなく、
状態フィードバック制御と状態遷移制御を統合し、さらにLLM（大規模言語モデル）とSystemDKを組み合わせることで、
リアルタイムかつ物理制約を考慮した最適設計を実現します。
AITL-H is not just a control architecture. By integrating state feedback control and state transition control, and further combining LLMs with SystemDK, it achieves real-time optimal design under physical constraints.
- 産業的効果
- 故障対応時間の大幅短縮（PoC評価値：94%削減）
- 生産ライン再構成時間を8倍短縮
- 設計変更対応コストを40%削減
- Industrial effects
- Significantly reduced fault response time (PoC evaluation: 94% reduction)
- 8× faster reconfiguration of production lines
- 40% reduction in design change costs*
- 国家的意義
- 先端ノード半導体や産業用自律システムの競争力確保
- 国際標準化における主導権獲得
- National significance
- Securing competitiveness in advanced-node semiconductors and industrial autonomous systems
- Gaining leadership in international standardization*
この技術は「今」統合しなければならない。
特にSystemDKはAITL-H固有ではなく、全ての先端ノード半導体設計に必須の基盤技術です。
This technology must be integrated now. In particular, SystemDK is not unique to AITL-H but is an essential foundational technology for all advanced-node semiconductor designs.
🧪 PoC関連 / PoC Related
| タイトル | 概要 | リンク |
|---|---|---|
| 🚩 Humanoid Robot PoC（集大成） | FSM × PID × LLM × 状態空間 × 自己発電を統合したフラグシップ |   |
| 🧭 ジンバル制御（FSM + PID + LLM） | ハイブリッド閉ループ制御の教育用PoC | |
| ⚙️ Verilog自動生成（FSM + PID） | YAML → C → Verilog 自動生成＋検証 | |
| 🛠 Auto Generator | FSM・PID構成の自動生成ツール群 | |
📑 PoCマニュアル / PoC Manual
| ドキュメント | 説明 | リンク |
|---|---|---|
| 📘 AITL-H PoC Manual | PoC全体をカバーする実装マニュアル PID・FSM・LLM三層構造の設計と仕様 |
|
🗺️ プロジェクト関係図 / Project Relationship Map
flowchart TB
EC["EduController\n(制御理論〜AI制御)"]
AITLH["AITL-H\nHybrid Control & SystemDK"]
ESV["Edusemi-v4x\n(SoC/RTL/レイアウト)"]
EC -- 教材フィード / Teaching Feed --> AITLH
AITLH -- 設計手法・PoC成果 / Methods & PoC Results --> ESV
EC -- 参照リンク / Cross Reference --> ESV
EduController ⇔ AITL-H ⇔ Edusemi-v4x の相互参照関係を示す簡易図。
🤖 ChatGPT支援ツール / ChatGPT-Assisted Toolset
accelerated_design/ にて ChatGPTを用いた設計支援ツール を提供：
The directory accelerated_design/ provides design support tools using ChatGPT:
- 状態遷移設計支援（プロンプト → FSM YAML自動化）
State transition design support (prompt → automatic FSM YAML generation) - テストシナリオ／ログ可視化
Test scenario and log visualization - 設計ドキュメントの自動生成
Automatic generation of design documents
人とAIの 協調設計フレームワーク を実現するツール群です。
A toolset to realize a collaborative design framework between humans and AI.
🎛️ EduControllerとの接続 / Connection with EduController
AITL-H は、教育教材 EduController の第9章（FSM × PID × LLMハイブリッド制御）と完全に統合されています。
AITL-H is fully integrated with Chapter 9 of the educational material EduController (FSM × PID × LLM hybrid control).
| 章 | 内容 | AITL-Hとの関係 |
|---|---|---|
| Part 01〜05 |
古典〜現代制御理論（PID、状態空間など） Classical to modern control theory (PID, state-space, etc.) |
PID層の理論的基盤 Theoretical foundation of the PID layer |
| Part 06〜08 |
AI制御（NN制御、強化学習、データ駆動） AI control (neural networks, reinforcement learning, data-driven) |
AI応用設計の補完知識 Complementary knowledge for AI-based design |
| Part 09 |
FSM × PID × LLM 統合制御 Integrated control of FSM × PID × LLM |
AITL-Hのアーキテクチャを教材として実装 Implements the AITL-H architecture as teaching material |
🎓 Edusemi-v4xとの統合設計展開
🎓 Integrated Design Development with Edusemi-v4x
SoC/RTL設計まで発展させたい場合は、Edusemi-v4x の「特別編」にて、以下の内容が提供されています：
If you want to expand to SoC/RTL design, the “Special Editions” of Edusemi-v4x provide the following:
| 章 | 内容 | リンク |
|---|---|---|
| 第3章 | FSM × PID × LLM 統合制御による SoC設計 SoC design with integrated FSM × PID × LLM control |
|
| 第4章 | OpenLaneによるRTL 〜 GDSII レイアウト自動化 RTL-to-GDSII layout automation using OpenLane |
|
| 第5章 | DRC / LVS / DFM による物理検証と整合性確認 Physical verification and consistency checks with DRC / LVS / DFM |
|
📌 さらに物理制約を深く学びたい場合
📌 For deeper study of physical constraints
SoC設計〜物理検証の流れを理解したら、特別編 第2a章：SystemDKにおける熱・応力・ノイズ制約の設計対応へ進んでください。
After understanding the SoC design-to-physical verification flow, proceed to Special Edition Chapter 2a: Design for thermal, stress, and noise constraints in SystemDK.
📚 関連プロジェクト一覧 / Related Project List
| プロジェクト | 説明 | リンク |
|---|---|---|
| Edusemi-v4x | 半導体／SoC設計教材 Semiconductor / SoC design learning material |
|
| EduController | 制御理論×AI制御教材 Control theory × AI control learning material |
|
| SamizoGPT | Project Design Hubガイド管理 Project Design Hub guide management |
|
| AITL-Strategy-Proposal | AITL戦略提言・政策提案 AITL strategy proposals and policy recommendations |
|
👤 執筆者情報 / Author
| 📌 項目 / Item | 内容 / Details |
|---|---|
| 氏名 / Name | 三溝 真一（Shinichi Samizo） Shinichi Samizo |
| 学歴 / Education | 信州大学大学院 電気電子工学 修了 M.S. in Electrical and Electronic Engineering, Shinshu University |
| 経歴 / Career | 元 セイコーエプソン株式会社 技術者（1997年〜） Former Engineer at Seiko Epson Corporation (since 1997) |
| 経験領域 / Expertise | 半導体デバイス（ロジック・メモリ・高耐圧混載） Semiconductor devices (logic, memory, high-voltage mixed integration) インクジェット薄膜ピエゾアクチュエータ Inkjet thin-film piezo actuators PrecisionCoreプリントヘッド製品化・BOM管理・ISO教育 Productization of PrecisionCore printheads, BOM management, and ISO training |
| ✉️ Email |  |
| 🐦 X |  |
| 💻 GitHub |  |
📄 ライセンス / License
本プロジェクトはハイブリッドライセンスを採用
This project adopts a Hybrid License
教材・コード・図表の性質に応じて以下のライセンスを適用します。
Different licenses are applied depending on whether the content is code, text, or figures.
| 📌 項目 / Item | ライセンス / License | 説明 / Description |
|---|---|---|
| コード（Code） | MIT License | 自由に使用・改変・再配布可 Free to use, modify, and redistribute |
| 教材テキスト（Text materials） | CC BY 4.0 | 著者表示必須 Attribution required |
| 図表・イラスト（Figures & diagrams） | CC BY-NC 4.0 | 非商用利用のみ可 Non-commercial use only |
| 外部引用（External references） | 元ライセンスに従う Follow original license |
引用元を明記 Cite the original source |
💬 フィードバック / Feedback
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