保存量の観点から考察する自律分散制御の新展開

从守恒量角度考虑自主分散控制的新进展

• 批准号: 09J03505
• 负责人: 渡邉 航
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J03505/
• 关键词: 自律分散制御; クモヒトデ型ロボット; Active Rotatorモデル; 周期的・非周期的運動の協調; 局所センサフィードバック; 神経系相互作用; 振動性・興奮性の時空間的励起; 局所センサフィードバック制御; Discrepancy Function(齟齬関数); 二次元ヘビ型ロボット; 環境適応性; 耐故障性; 受動ばね

本研究の目的は,保存量が存在する可変形態型の身体を起点として,より複雑な固定形態型の身体へと拡張することで,生物の示す多様なロコモーション様式に通底する制御のからくりを数理的に解明し,大自由度ロボットの自律分散制御方策の設計論を確立することである.特に本研究では,ひも状型・多脚型のロボットを事例として採り上げ,固定形態型の生物において存在する神経系(情報的な大域的相互作用)の必然性に関して考察する.平成22年度には,シミュレーション上および実世界にてクモヒトデ型(五放射相称形・五脚型)ロボットを構築し,固定形態型の身体において多様な振る舞いを生成する自律個間の協調に関して考察を行った.具体的には,振動性のみならず興奮性をも記述可能なActive Rotatorモデル,および真正粘菌の事例から得た力覚に基づく局所センサフィードバックを導入した,これらの方策を組み込んだ結果,各腕は周期的運動を示す振動性と非周期的運動を示す興奮性を時空間的に励起し,推進に寄与する腕や身体を支える腕などへ役割分担を自発的に生成し,誘引刺激に応じたロコモーションが可能となった.本結果は,シミュレーションのみならず実機においてもプリミティブながら確認されている.これらの結果は,複雑な身体を有する行動主体において多様な振る舞いを生成するためには,周期的振る舞いのみならず非周期的振る舞いをも陽に活用することの重要性を示唆している.また,保存量の存在しない固定形態型の身体においては,力学的相互作用に加え情報的相互作用が役割分担など自律個間の協調において重要な役割を果たすことを示している.

The purpose of this study is to establish a mathematical solution to the problem of how to preserve the amount of variable morphologic bodies and how to control them with large degrees of freedom. In particular, this study examines the necessity of the existence of a neural system (interaction of information in a large domain) in organisms of both types. In 2002, the research was conducted on the coordination between the self-discipline and multi-vibration of the body of the fixed form type. Specifically, vibration and excitation are described in the case of Active Rotator, and real slime molds are introduced into the case. The method is combined into the result. The periodic motion of each arm shows vibration and non-periodic motion shows excitation in time and space. Propel the body to support the body, the arm to share the body, the body to share the body to share the body, the arm to share the body, the arm to share the body, the body to share the body to share the body, the arm to share the body, the body to share the body to share the body, the body to share the The results of this study are as follows: (1) The results of this study are as follows: As a result, the body of the complex is moving, the vibration of the body is generated, the vibration of the body is periodic, the vibration of the body is non-periodic, and the vibration of the body is not periodic. The amount of preservation exists in the fixed form of the body, the interaction of mechanics, the interaction of information, the sharing of tasks, the coordination of tasks, the importance of tasks, the results of tasks, etc.

项目成果

A Fully Decentralized Control of a Serpentine Robot Based on the Discrepancy between Body, Brain and Environment

基于身体、大脑和环境差异的蛇形机器人完全分散控制

• 发表时间: 2009
• 作者: Wataru Watanabe;Takahide Sato;Akio Ishiguro
• 通讯作者: Akio Ishiguro