構造異種なエージェント群の制御系設計理論の体系化：人・機械・環境の協働に向けて

近年，大規模化する社会ネットワークシステムに応用するため，マルチエージェントシステムの制御系設計理論に関する研究が盛んである．特に，システムの規模によらず系統的な設計が可能なスケーラブルな手法が望まれている．一方，ロボット・ドローン・自動車・人間・それらを取り巻く環境は，構造が異なるエージェントとして捉えられる．本研究では，これらを協働させるための技術基盤として，構造異種なエージェント群に対するスケーラブルな制御系設計手法を開発することを，目的とする．本年度は，構造異種なエージェント群の制御問題の適切な定式化について検討した．ここでは，モデル構造を「配位空間」として捉えた．これによって，モデル構造の異種性を自然に組み込んだダイナミクスモデルを構築した. ハミルトニアンシステムがその典型である．例えば，ロボットマニピュレータの配位空間はアームの角度，ドローンの配位空間は3次元上の位置と姿勢からなり，モデル構造の違いを配位空間の違いとして表現できる．一方，観測モデルとしては，エージェントが自律的に動作することを踏まえ，内部センサによる「相対観測」に基づくものとした．また，タスクはエージェントに共通であるため，「絶対座標」上で定義した．ダイナミクスは配位空間上で自然に定義することができるが，相対観測やタスクはそうではない．異なる空間上で定義されたダイナミクス・ 相対観測・タスクを制御問題として矛盾なく定式化できるための必要十分条件を導出した．最後に，実験機として，2 輪移動ロボットとドローン数台の小規模なシステムを構築した.

近年，大規模化する社会ネットワークシステムに応用するため，マルチエージェントシステムの制御系設計理論に関する研究が盛んである．特に，システムの規模によらず系統的な設計が可能なスケーラブルな手法が望まれている．一方，ロボット・ドローン・自動車・人間・それらを取り巻く環境は，構造が異なるエージェントとして捉えられる．本研究では，これらを協働させるための技術基盤として，構造異種なエージェント群に対するスケーラブルな制御系設計手法を開発することを，目的とする．本年度は，構造異種なエージェント群の制御問題の適切な定式化について検討した．ここでは，モデル構造を「配位空間」として捉えた．これによって，モデル構造の異種性を自然に組み込んだダイナミクスモデルを構築した. ハミルトニアンシステムがその典型である．例えば，ロボットマニピュレータの配位空間はアームの角度，ドローンの配位空間は3次元上の位置と姿勢からなり，モデル構造の違いを配位空間の違いとして表現できる．一方，観測モデルとしては，エージェントが自律的に動作することを踏まえ，内部センサによる「相対観測」に基づくものとした．また，タスクはエージェントに共通であるため，「絶対座標」上で定義した．ダイナミクスは配位空間上で自然に定義することができるが，相対観測やタスクはそうではない．異なる空間上で定義されたダイナミクス・ 相対観測・タスクを制御問題として矛盾なく定式化できるための必要十分条件を導出した．最後に，実験機として，2 輪移動ロボットとドローン数台の小規模なシステムを構築した.