An Experimental Study for Highly-Reliable Cooperative Behavior of Swarm-Robots using Blockchain and Distributed Deep Learning

群ロボットシステムは，個々の自律分散型ロボットが目的や意思を持った一つの集団として行動し，所望の目標を達成するロボットシステムである．このシステムを構築する際は，Peer-to-PeerによるWireless Networkがしばしば利用される．スケーラビリティの向上が期待され，さらに耐障害性の高さも保証出来るが，セキュリティ確保の困難さ，匿名性による悪意ある命令の実行の可能性があるというデメリットも存在する．また，群ロボットが活動する範囲を考えた場合，通信プラットフォームがカバーする通信可能範囲の制約を受けるため，広大なエリアにおいての動作は難しい．そこで群ロボットの制御に対し，Low Power, Wide Area (LPWA)システム，BlockchainとMulti-Agent自律分散型深層学習を組み合わせたシステムを提案する．今年度は，(2)Dueling DQNを用いたマルチエージェントシステムの協調動作の最適化手法の検討と実装を達成した．これにより，群ロボットシステムの効率的な制御が可能となる見込みである．次に(3)ブロックチェーンを用いた単体コミュニケーション方法の構築を達成した．これにより，セキュリティを確保しつつエージェント間の情報共有を実現した．また，(4)LPWAとブロックチェーンの統合化がシミュレーションベースで達成され，今後実機に実装する．これにより，効率的でセキュアな通信の実現が期待される．しかし，(5)各構成ロボットの制御方法の確立は未完了である．最後に，(6)(7)LPWAにおける構成ロボット間での効率的なデータ通信手法をシミュレーションベースで確立した．これにより，広範囲なエリアでの通信が可能となる．以上の成果により，群ロボットシステムの制御や通信の課題に対処し，より効率的でスケーラブルなシステムが構築されることが期待される．

群ロボットシステムは，個々の自律分散型ロボットが目的や意思を持った一つの集団として行動し，所望の目標を達成するロボットシステムである．このシステムを構築する際は，Peer-to-PeerによるWireless Networkがしばしば利用される．スケーラビリティの向上が期待され，さらに耐障害性の高さも保証出来るが，セキュリティ確保の困難さ，匿名性による悪意ある命令の実行の可能性があるというデメリットも存在する．また，群ロボットが活動する範囲を考えた場合，通信プラットフォームがカバーする通信可能範囲の制約を受けるため，広大なエリアにおいての動作は難しい．そこで群ロボットの制御に対し，Low Power, Wide Area (LPWA)システム，BlockchainとMulti-Agent自律分散型深層学習を組み合わせたシステムを提案する．今年度は，(2)Dueling DQNを用いたマルチエージェントシステムの協調動作の最適化手法の検討と実装を達成した．これにより，群ロボットシステムの効率的な制御が可能となる見込みである．次に(3)ブロックチェーンを用いた単体コミュニケーション方法の構築を達成した．これにより，セキュリティを確保しつつエージェント間の情報共有を実現した．また，(4)LPWAとブロックチェーンの統合化がシミュレーションベースで達成され，今後実機に実装する．これにより，効率的でセキュアな通信の実現が期待される．しかし，(5)各構成ロボットの制御方法の確立は未完了である．最後に，(6)(7)LPWAにおける構成ロボット間での効率的なデータ通信手法をシミュレーションベースで確立した．これにより，広範囲なエリアでの通信が可能となる．以上の成果により，群ロボットシステムの制御や通信の課題に対処し，より効率的でスケーラブルなシステムが構築されることが期待される．