Flexible navigation of swarms based on the cluster-wise strategy

基于集群策略的集群灵活导航

• 批准号: 21K14183
• 负责人: 末岡 裕一郎
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14183/
• 关键词: 自律分散システム; 群ロボット; シープドッグシステム; ナビゲーション

群ロボットに実装するコントローラ（脳）をできるだけシンプルに設計するアプローチは，多くのロボットを扱う群ロボットには欠かせない．本研究では，ヘテロ性に着目し，群ロボットとは別に，目的地まで誘導するロボットを新たに導入し，両者の相互作用を設計することで，群を目的地まで誘導するナビゲーションを実現した．また，群ロボットの数が増えた場合に，どの程度の数まで有効であるかシミュレーションを通じて解析した．さらに，群ロボットを複数地点に分けるシステムに応用した場合，分割度といった指標を導入することで，シンプルかつ効果的な群の分割への応用ができるとわかった．これらの結果は，災害現場や月面など想定外の事象が起こりうる無限定な環境で，群ロボットのセンサや通信機能に不具合が生じた際のシステムとしての応用が期待できる．本研究は自然界のシープドッグシステムに着想を得た群システム研究という位置付けとも考えることができる．犬と羊の行動の理解につながる，という生物学的な意味を有するとともに，ヘテロなロボットの間の相互作用をボトムアップ的に考えるレベルセットの設計にも有効となる．

一种在群体机器人中实现的控制器（大脑）的方法，对于处理许多机器人的群体机器人至关重要。在这项研究中，我们专注于异质性，并引入了一个新的机器人，该机器人将小组引导到目的地，与组机器人分开，并设计了两者之间的相互作用，从而实现了将小组引导到目的地的导航。此外，当群集机器人的数量增加时，我们分析了有效性增加的程度。此外，当应用系统将组机器人分为多个位置时，发现通过引入诸如划分程度之类的指标，它可以应用于简单有效的群体划分。当问题发生在无限制的环境中，例如在灾难现场或月球上发生意外事件，可以将这些结果应用于系统，并在群体的传感器和通信功能中出现问题。这项研究也可以被认为是受天然牧羊犬系统启发的小组系统研究。它具有导致了解狗和绵羊行为的生物学含义，并且在设计水平集的设置中也有效地考虑了以自下而上的方式考虑异源机器人之间的相互作用。

项目成果

環境変化に臨機応変に対応する協調搬送行動のための Attention-based Neural Network の設計

基于注意力的神经网络设计，用于灵活响应环境变化的协作运输行为

• 发表时间: 2022
• 作者: 千田哲平;沖本将崇;末岡裕一郎;大須賀公一
• 通讯作者: 大須賀公一

Proposal of minimal approach on swarm navigation with heterogeneity

异构群体导航最小方法的提出

• 发表时间: 2021
• 作者: Yusuke Tsunoda;Mitsuki Okada;Yuichiro Sueoka;Koichi Osuka
• 通讯作者: Koichi Osuka

Design of an experimental platform to control simple swarm robots from environmental stimuli

设计一个实验平台来控制简单的群体机器人免受环境刺激

• 发表时间: 2021
• 作者: Y.Sueoka;T. Senda;Y.Tsunoda;K. Osuka
• 通讯作者: K. Osuka

要整地環境における経路確保に向けた物体の協調除去システムの設計

设计协作式物体清除系统，以确保需要整地的环境中的路线安全

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉田尚弘;末岡裕一郎;石原尚;大須賀公一
• 通讯作者: 大須賀公一

複数のバックホウ・ダンプトラックによる動的協働AI -自律分散的なチーム編成と新たな行動の獲得に向けた考察-

使用多个反铲和自卸卡车的动态协作人工智能 - 自主分散团队组建和新行为获取的考虑因素 -

• 发表时间: 2023
• 作者: 末岡 裕一郎;加藤 佑基;近藤 翔太;吉田 尚弘;木村 魁斗;大須賀 公一;筑紫 彰太;谷島 諒丞;村本 いづみ;永谷 圭司;淺間 一
• 通讯作者: 淺間 一