高速情報伝播波を用いた群制御手法に関する研究

【群回避制御手法の開発】開発済みの「高速情報伝搬を用いた群制御手法」による障害物回避のシミュレーションを行なった。当該の群制御は、「個体間相互作用」をとおして変化が大きい個体の動きが「高速」に伝搬する（その代わり、通常の群制御における安定性は犠牲になる）。この制御手法の特質すべき点は、天敵の発見などによる先頭個体の「急激な反転行動」が高速に後方個体につたわり、群れ全体が急ターンするという動きが可能になるのである。この運動は既存の「平均的相互作用」による群制御では実現しえないものであることは、計算機シミュレーションにより実証されている。本研究では、そのような群制御の特徴をふまえ、障害物回避のシミュレーションを検証した。先頭個体が障害物を回避するときに「急激な進行方向の変化」がおこるが、それが後方個体に高速伝搬し、群れ全体が回避方向を共有して集団回避できると予測し、それを実証した。一方、既存の群制御手法では、群れは障害物を個体レベルで回避し、バラバラになる様子が観測された。【小型ロボットの実装】自己位置や他者位置を推定する能力がない小型群ロボット（GPSや外部センサーがないが、安価で大量生産できる）であるKilobotをもちいて、コマンド履歴による”疑似”自己位置推定を実装した「群探索アルゴリズム」を開発した。疑似自己位置推定によりKilobotはスタートへの帰巣が可能となったが、ゴールの情報を他個体と共有できないため周期的に帰巣し、スタート地点のロボットを介した情報共有システムにより、通常の群探索が可能となった。

【群回避制御手法の開発】開発済みの「高速情報伝搬を用いた群制御手法」による障害物回避のシミュレーションを行なった。当該の群制御は、「個体間相互作用」をとおして変化が大きい個体の動きが「高速」に伝搬する（その代わり、通常の群制御における安定性は犠牲になる）。この制御手法の特質すべき点は、天敵の発見などによる先頭個体の「急激な反転行動」が高速に後方個体につたわり、群れ全体が急ターンするという動きが可能になるのである。この運動は既存の「平均的相互作用」による群制御では実現しえないものであることは、計算機シミュレーションにより実証されている。本研究では、そのような群制御の特徴をふまえ、障害物回避のシミュレーションを検証した。先頭個体が障害物を回避するときに「急激な進行方向の変化」がおこるが、それが後方個体に高速伝搬し、群れ全体が回避方向を共有して集団回避できると予測し、それを実証した。一方、既存の群制御手法では、群れは障害物を個体レベルで回避し、バラバラになる様子が観測された。【小型ロボットの実装】自己位置や他者位置を推定する能力がない小型群ロボット（GPSや外部センサーがないが、安価で大量生産できる）であるKilobotをもちいて、コマンド履歴による”疑似”自己位置推定を実装した「群探索アルゴリズム」を開発した。疑似自己位置推定によりKilobotはスタートへの帰巣が可能となったが、ゴールの情報を他個体と共有できないため周期的に帰巣し、スタート地点のロボットを介した情報共有システムにより、通常の群探索が可能となった。