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動的安定構造物を構築する群知能ロボット

群体智能机器人构建动态稳定的结构

基本信息

批准号：
21K03981
负责人：
菅原研
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Tohoku Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、群ロボットが「ブロックの運搬と局所的な着脱を常に行うことで、動的平衡状態で構築される構造物」を可能とする枠組みの中で、静的安定構造物がもたない特性（特に修復、成長、適応が適切に発現する特性）を有する動的構造物を構築するロボットシステムを開発することである。今年度は化学コミュニケーションならびに化学反応を活用することで、構造物の部分的な損壊に対する修復ならびに構造強化に関する基礎的な研究を行った。2種2層のブロックからなる構造物を題材として、2種類の仮想的な化学シグナルとそれらの仮想的な化学反応を応用して、小規模な損壊に対する修復と、大規模な損壊に対する構造強化を伴う修復を可能とするしくみを発案し、コンピュータシミュレーションにより、その有効性を検証した。化学シグナルの拡散により、これまでのシステムに比べ、修復に至るまでの時間が短縮できること、化学反応の導入により、より強固な修復が可能になることを明らかにした。実機による検証実験については、プロジェクタを用いて物質の「種類と量」を「色と明度」で表し、ロボットのカラーセンサを化学センサに見立てることで、化学コミュニケーションを光学系で疑似的に取り扱うシステムの開発を進めてきた。今年度は、大型モニタとマルチタッチフレームを組み合わせたシステムを発案・構築し、簡便性と精度の観点から考案したシステムの有用性が高いことを確認した。また、散在するブロックを収集して構造物を構築するアルゴリズムを発展させて、充填されているブロックを押しのけることで空間構造を形成できることも明らかにした。これまで取り扱ってきたアクティブブロックにより空間構造の骨組みを構成し、そこを中心とした領域のブロックを押し出すことで任意の形状の空間構造を形成できるようになった。

The purpose of this study is to explore the possibility of constructing dynamic structures with stable and stable structures in the middle and static state, especially in the characteristics of repair, growth and adaptation. This year, we will conduct basic research on the use of chemical reagents and chemical reactions to repair and strengthen parts of structures. Two kinds of two-layer structures, two kinds of ideal chemical reaction, two kinds of ideal chemical reaction, two kinds of small-scale damage, two kinds of structural strengthening, two kinds of restoration, three kinds of restoration The time between chemical reaction and recovery is shortened, and the time between chemical reaction and recovery is shortened. In practice, the detection process is carried out in the form of "type and quantity" of substances,"color and brightness" of substances,"type and brightness" of substances,"chemical substances," and optical systems,"suspected" type and brightness "of substances," and This year's large-scale project is organized in a way that ensures the usefulness of the project, its simplicity and accuracy. In addition, the spatial structure of the structure is formed by the development and filling of the structure. The structure of the spatial structure is composed of the center of the spatial structure and the center of the spatial structure.