Tomohiro Motoda

元田 智大

Research Scientist, AIST (国立研究開発法人産業技術総合研究所), Odaiba, Tokyo, Japan

I am a research scientist in the Automation Research Team, Industrial CPS Research Center, AIST. My research topic is robotics, manipulation and machine learning (AI robotics). I received my Ph.D. in Engineering from Osaka University.

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Tomohiro Motoda

Research

PROPRA: Anchoring Fingertip Sensing to Proprioception and Proactive Actions

T. Motoda et al., "Self-Supervised Anchoring of Fingertip Sensing to Proprioception and Proactive Actions for Robot Imitation Learning," arXiv:2609.29822, 2026.

Project arXiv

AIST Bimanual Manipulation Dataset

T. Motoda et al., "AIST Bimanual Manipulation Dataset: A Dataset for Learning Bimanual Robot Control, Collected via Leader-Follower Teleoperation," 2025.

Project

Imitation Learning for Bimanual Manipulation

T. Motoda et al., "Learning Bimanual Manipulation via Action Chunking and Inter-Arm Coordination with Transformers," in Proc. IEEE CASE, 2025.

Project arXiv

Prompt-Engineering for Robotic Shelf Picking

T. Motoda et al., "SuctionPrompt: Visual-Assisted Robotic Picking with a Suction Cup Using Vision-Language Models and Facile Hardware Design," Journal of Robotics and Mechatronics, 2025.

Project Paper arXiv

Slide-Support Manipulation

S. Nagato et al., "Probabilistic Slide-support Manipulation Planning in Clutter," in Proc. IEEE/RSJ IROS, 2023.

Project arXiv Video

Scene Analysis Based on Support Relations

T. Motoda et al., "Multi-step Object Extraction Planning from Clutter Based on Support Relations," IEEE Access, 2023.

Paper Video

Shelf Replenishment

T. Motoda et al., "Shelf Replenishment Based on Object Arrangement Detection and Collapse Prediction for Bimanual Manipulation," Robotics, 2022.

Paper Video

Bimanual Shelf Picking

T. Motoda et al., "Bimanual Shelf Picking Planner Based on Collapse Prediction," in Proc. IEEE CASE, 2021.

Project Paper Video

Robot Playing Yama-Kuzushi (将棋崩し)

T. Motoda et al., "Probabilistic Action/Observation Planning for Playing Yamakuzushi," in Proc. IEEE/SICE SII, 2020.
T. Motoda et al., "Robotic Action/Observation Planning for Playing Yamakuzushi Based on Human Motion," Transactions of the JSME (in Japanese), 2020.

Paper (SII) Paper (JSME)

Publications

See also Google Scholar.

Journal Articles (peer-reviewed)
  1. RoboManipBaselines: A Unified Framework for Imitation Learning in Robotic Manipulation across Real and Simulation Environments M. Murooka, T. Motoda, R. Nakajo, H. Oh, K. Makihara, K. Shirai, T. Ogata, and Y. Domae. IEEE Access, 2026. arXiv
  2. Self-Augmented Robot Trajectory: Efficient Imitation Learning via Safe Self-augmentation with Demonstrator-annotated Precision H. Oh, M. Murooka, T. Motoda, R. Nakajo, and Y. Domae. Advanced Robotics, pp. 1-15, 2026. arXiv
  3. SuctionPrompt: Visual-Assisted Robotic Picking with a Suction Cup Using Vision-Language Models and Facile Hardware Design T. Motoda, T. Kitamura, R. Hanai, and Y. Domae. Journal of Robotics and Mechatronics, Vol. 37, No. 2, pp. 374-386, 2025. Paper
  4. Multi-step Object Extraction Planning from Clutter Based on Support Relations T. Motoda, D. Petit, T. Nishi, K. Nagata, W. Wan, and K. Harada. IEEE Access, Vol. 11, pp. 45129-45139, 2023. Paper
  5. Shelf Replenishment Based on Object Arrangement Detection and Collapse Prediction for Bimanual Manipulation T. Motoda, D. Petit, T. Nishi, K. Nagata, W. Wan, and K. Harada. Robotics, Vol. 11, No. 5, 104, 2022. Paper
  6. Robotic Action/Observation Planning for Playing Yamakuzushi Based on Human Motion (ヒトの行動を規範とした山崩しゲームに対するロボットの観測・操り行動計画) T. Motoda, W. Wan, and K. Harada. Transactions of the JSME (in Japanese), Vol. 86, No. 892, 20-00146, 2020. Paper
International Conferences (peer-reviewed)
  1. A Flexible Field-Based Policy Learning Framework for Diverse Robotic Systems and Sensors J. G. Buenaventura-Carreón, F. Erich, R. Mykhailyshyn, T. Motoda, R. Hanai, and Y. Domae. IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII), pp. 1192-1197, 2026. arXiv
  2. Visual Prompting for Robotic Manipulation with Annotation-Guided Pick-and-Place Using ACT M. A. Muttaqien, T. Motoda, R. Hanai, and Y. Domae. IEEE International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), 2025.
  3. Learning Bimanual Manipulation via Action Chunking and Inter-Arm Coordination with Transformers T. Motoda, R. Hanai, R. Nakajo, M. Murooka, F. Erich, and Y. Domae. IEEE International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), 2025. Project arXiv
  4. Attention-Guided Integration of CLIP and SAM for Precise Object Masking in Robotic Manipulation M. A. Muttaqien, T. Motoda, R. Hanai, and Y. Domae. IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII), pp. 1213-1220, 2025. arXiv
  5. Foundation Models Need to Be Culturally Fine-Tuned J. A. Garcia-Alvarado, F. Erich, T. Motoda, Y. Domae, and I. G. Ramirez-Alpizar. IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII), pp. 381-385, 2025.
  6. Probabilistic Slide-support Manipulation Planning in Clutter S. Nagato, T. Motoda, T. Nishi, D. Petit, T. Kiyokawa, W. Wan, and K. Harada. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 2023. Project arXiv Poster
  7. Acquisition of Synergy for Low-dimensional Control of Multi-fingered Hands by Reinforcement Learning K. Higashi, T. Motoda, A. Hara, and K. Harada. International Conference on Artificial Life and Robotics (ICAROB), OS16-1, 2023. Paper
  8. Motion Planning to Retrieve an Object from Random Pile S. Nagato, T. Motoda, K. Koyama, W. Wan, and K. Harada. International Conference on Artificial Life and Robotics (ICAROB), OS16-1, pp. 328-334, 2022. Paper
  9. Bimanual Shelf Picking Planner Based on Collapse Prediction T. Motoda, D. Petit, W. Wan, and K. Harada. IEEE International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), pp. 510-515, 2021. Project Paper arXiv
  10. POMDP Action Planning for 6 DoF Object Recognition on Humanoid M. Tsuru, P. Gergondet, T. Motoda, A. Escande, E. Yoshida, I. G. Ramirez-Alpizar, and K. Harada. International Conference on Artificial Life and Robotics (ICAROB), 2020. Paper
  11. Probabilistic Action/Observation Planning for Playing Yamakuzushi T. Motoda, W. Wan, and K. Harada. IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII), pp. 150-155, 2020. Paper
Preprints
  1. TOAST: Stochastic Robot Action Tokenization for Autoregressive Vision-Language-Action Models K. Shirai, T. Motoda, H. Oh, R. Nakajo, R. Mykhailyshyn, R. Hanai, S. Miwa, and Y. Domae. arXiv:2610.00899, 2026. arXiv
  2. Self-Supervised Anchoring of Fingertip Sensing to Proprioception and Proactive Actions for Robot Imitation Learning T. Motoda, M. Murooka, K. Shirai, H. Oh, R. Nakajo, S. Miwa, R. Mykhailyshyn, H. Duarte, and Y. Domae. arXiv:2609.29822, 2026. Project arXiv
  3. Improving Imitation Learning Efficiency for Manipulation through Geometric Prior Pretraining S. Iwakata, T. Motoda, R. Yamada, K. Makihara, R. Nakajo, K. Tanaka, M. Murooka, R. Mykhailyshyn, H. Kataoka, S. Morishima, and Y. Domae. arXiv:2609.12721, 2026. arXiv
  4. Online Material Estimation for Conditioned Diffusion Policy in Shaping Deformable Linear Objects R. Yamada, T. Motoda, Y. Domae, and T. Tsuji. arXiv:2609.12634, 2026. arXiv
  5. Peg-in-Bench: A Modular Benchmark for High-Precision Robotic Insertion Y. Delgado, J. G. Buenaventura-Carreón, F. Erich, R. Mykhailyshyn, T. Motoda, K. Makihara, and Y. Domae. arXiv:2609.00906, 2026. arXiv
  6. The Embodiment Gap in Robot Foundation Models Y. Domae, K. Shirai, H. Oh, R. Nakajo, T. Motoda, K. Makihara, M. Murooka, T. Yagi, Y. Bando, and R. Hanai. arXiv:2608.18433, 2026. arXiv
  7. ORPA: Online Residual Policy Adaptation for Robot Manipulation Control with Human Feedback M. A. Muttaqien, T. Motoda, R. Hanai, and Y. Domae. arXiv:2608.17323, 2026. arXiv
  8. GuidedAttention: Interpretable and Correctable Visual Attention for OOD-Robust Robot Manipulation via Imitation Learning M. Murooka, R. Nakajo, K. Shirai, T. Motoda, H. Oh, R. Hanai, and Y. Domae. arXiv:2607.21049, 2026. arXiv
  9. YUBI: Yielding Universal Bidigital Interface for Bimanual Dexterous Manipulation at Scale T. Ohkawa, J. Arima, Y. Noguchi, …, T. Motoda, …, and K. Ota (19 authors). arXiv:2606.10244, 2026. arXiv
  10. AIRoA MoMa Dataset: A Large-Scale Hierarchical Dataset for Mobile Manipulation R. Takanami, P. Khrapchenkov, S. Morikuni, …, T. Motoda, …, and T. Ogata (35 authors). arXiv:2509.25032, 2025. arXiv
  11. Recipe for Vision-Language-Action Models in Robotic Manipulation: A Survey T. Motoda, K. Makihara, R. Nakajo, H. Oh, K. Shirai, R. Hanai, M. Murooka, Y. Suzuki, H. Nishihara, M. Takeda, and others. TechRxiv, 2025. TechRxiv
Domestic Conferences (non-peer-reviewed)
  1. 三次元点群からの物体動作予測に基づくロボットマニピュレーションの検討 元田 智大, 花井 亮, 中條 亨一, 堂前 幸康. 第42回 日本ロボット学会学術講演会, 2F3-06, 2024.
  2. 取り出し困難な密集状態からの把持戦略の自動生成 山田 響生, 元田 智大, 西 卓郎, 万 偉偉, 原田 研介. 第42回 日本ロボット学会学術講演会, 2F3-03, 2024.
  3. コンビニエンスストアにおける固有の商品の認識のためのデータセット構築と検証 元田 智大, 花井 亮, Floris Erich, Muhammad Muttaqien, 堂前 幸康. 第42回 日本ロボット学会学術講演会, 2A3-01, 2024.
  4. Language-Based Pose Estimation of Convenience Store Objects F. Erich, N. Chiba, A. Mustafa, T. Motoda, R. Hanai, and Y. Domae. 第42回 日本ロボット学会学術講演会, 1G2-02, 2024.
  5. 崩れ予測に基づく多段階ばら積みピッキング手法 元田 智大, Damien Petit, 西 卓郎, 永田 和之, 万 偉偉, 原田 研介. 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会 2023, 2A2-D25, 2023.
  6. 取り出し困難な密集状態からの把持戦略の構築 山田 響生, 元田 智大, 家脇 康佑, 西 卓郎, 万 偉偉, 原田 研介. 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会 2023, 2023.
  7. 物体の状態遷移予測を用いた山積みからの双腕引き出し計画 長門 秀征, 元田 智大, 西 卓郎, 清川 拓哉, 万 偉偉, 原田 研介. 第23回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会, 3P2-H05, 2022.
  8. 陳列の乱れの識別に基づく双腕による充填作業計画 元田 智大, Damien Petit, 西 卓郎, 永田 和之, 万 偉偉, 原田 研介. 第22回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会, 1D1-05, 2021.
  9. 強化学習による多指ハンドの低次元制御を実現するシナジーの獲得 東 和樹, 元田 智大, 西村 優佑, 原 彰良, 濱本 孝仁, 原田 研介. 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会 2021, 1P1-I16, 2021.
  10. 複雑な環境下における目標物体の取り出し動作計画 長門 秀征, 元田 智大, 小山 佳祐, 万 偉偉, 原田 研介. 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会 2021, 1P1-J09, 2021. Paper
  11. 双腕ロボットによるバラ積みされた対象物の引き出し動作計画 元田 智大, 万 偉偉, Damien Petit, 原田 研介. 第21回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会, 3D3-07, 2020. PDF
  12. ロボットによる将棋崩しの実現に向けた操り・観測の確率的計画手法の検証 元田 智大, 万 偉偉, 原田 研介. 第20回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会, 3E2-09, 2019. PDF
  13. ヒューマノイドロボットによる物体探索のための認識行動の計画 都留 将人, Pierre Gergondet, 元田 智大, Ixchel Ramirez, Adrien Escande, 万 偉偉, 吉田 英一, 原田 研介. 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会 2019, 1A1-K07, 2019.
  14. ばら積み物体に対する操りと観測の確率的計画手法 元田 智大, 万 偉偉, 原田 研介. 第63回 システム制御情報学会研究発表講演会, GSf04-3, pp. 1331-1337, 2019.
  15. ばら積み物体の認識と操りのための確率的行動計画の検証 元田 智大, 万 偉偉, 原田 研介. 第36回 日本ロボット学会学術講演会, 1G2-05, 2018.
  16. 確率モデルによるバラ積み物体の認識と操りのための行動計画 元田 智大, 原田 研介. 第18回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会, 3A6-02, 2017. PDF
Articles & Thesis
  1. イマドキノRobot Learning―基盤モデルからマニピュレーションへ 元田 智大, 中條 亨一, 牧原 昂志. コンピュータビジョン最前線 Summer 2024, 2024. Link
  2. Learning-based Object Manipulation with Collapse (Doctoral Thesis) T. Motoda. Osaka University, 2023. DOI
  3. [解説] 学生編集委員会取材企画: 「顔パスで支払いまで」未来の小さなロボット店員を開発 PLEN Robotics株式会社代表取締役社長 赤澤夏郎 氏 東 和樹, 元田 智大, 都留 将人. 日本ロボット学会誌, 40巻, 6号, pp. 503-506, 2022. Link Short Article
  4. How a Humanoid Robot Searches for an Object in Our Daily Environment M. Tsuru, P. Gergondet, T. Motoda, A. Escande, I. G. Ramirez-Alpizar, W. Wan, E. Yoshida, and K. Harada. Open Access Government, April Issue, pp. 200-202, 2021. Link

Awards

  • 優秀講演賞, 第26回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会, 2025.
  • 優秀講演賞, 第22回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会, 2021. PDF
  • Young Award (IROS, CASE2021), IEEE Robotics and Automation Society Japan Joint Chapter, 2021. PDF Link
  • [学内] システム科学領域賞 (令和元年度), 大阪大学大学院システム創成専攻システム科学領域, 2020.
  • SCI学生発表賞, 第63回 システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI'19), 2019. Link
  • [学内] 基礎工学部賞 (平成29年度), 大阪大学基礎工学部, 2018.
  • 優秀講演賞, 第18回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会, 2017.

Media

  • [取材] 総論・主役はハードからAIに、開発競争は歩行から作業スキルに移行, 日経エレクトロニクス 2025年5月号, 2025.04.20発行. Link
  • [TV取材] “1人に1台 AIロボット” 開発最前線, NHK NEWS WEB, 2025.04.19掲載 (2025.04.20「おはよう日本」にて放送). Link
  • [Portfolio] A robotic foundation model for production, Nature Research Custom Media, 2024.09.18. Link
  • [取材] 大規模言語モデルはロボットをどう変えるか, 日経クロステック, 2024.09.17掲載. Link

CV

Positions & Education

2023–presentResearch Scientist, Automation Research Team, Industrial CPS Research Center, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Odaiba, Tokyo
2022–2023JSPS Research Fellowship for Young Scientists (DC2)
2020–2023Ph.D. student, Osaka University
2018–2023Osaka University Humanware Innovation Program (6th) Link
2018–2020Master's course student, Osaka University
2014–2018Undergraduate student, Osaka University
2011–2014Mikunigaoka High School, Osaka

Internship

Dec. 2021 – Mar. 2022AI Cube Inc., Tokyo

Teaching

Oct. 2020 – Jan. 2021Teaching Assistant, 情報処理演習 (基礎工学部), Osaka Univ.
Apr. 2020 – Jun. 2020Teaching Assistant, 情報社会基礎 (全学・経済学部), Osaka Univ.
Apr. 2020 – Jun. 2020Teaching Assistant, 情報社会基礎 (全学・文学部), Osaka Univ.
Oct. 2019 – Feb. 2020Teaching Assistant, 情報処理演習 (基礎工学部), Osaka Univ.
Oct. 2018 – Feb. 2019Teaching Assistant, 情報処理演習 (基礎工学部), Osaka Univ.
May 2022 – Aug. 2022Tutor for international students (基礎工学研究科), Osaka Univ.
May 2022 – Jul. 2022Tutor for international students (基礎工学研究科), Osaka Univ.
Oct. 2020 – Jan. 2021Tutor for international students (基礎工学研究科), Osaka Univ.

Activities

News

  • Received the Excellent Presentation Award (優秀講演賞) at SICE SI2025.
  • Our survey "Recipe for Vision-Language-Action Models in Robotic Manipulation" is available on TechRxiv.
  • Two papers presented at IEEE CASE 2025.
  • "SuctionPrompt" published in Journal of Robotics and Mechatronics.
  • Featured on NHK「おはよう日本」(NHK NEWS WEB).