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高速情報伝播波を用いた群制御手法に関する研究

利用高速信息传播波的群控方法研究

基本信息

批准号：
21K12053
负责人：
園田耕平
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Ritsumeikan 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

【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。

[Development of Group Avoidance Control Method] Development of "High-speed Information Transfer and Group Control Method" for the implementation of pest avoidance system When the group control is reversed,"inter-individual interaction" changes, and large individual movements are "high speed" movements (both generation and stability of general group control are reversed). The characteristics of this control method are: point, predation, detection, rapid response, rapid response. This movement is based on the existence of "average interaction" and the realization of group control. This study aims to examine the characteristics of group control and pest avoidance. The first individual avoids the obstacle, and the second individual avoids the obstacle. The third individual avoids the obstacle at high speed, and the fourth individual avoids the obstacle. The third individual avoids the obstacle. The fourth individual avoids the obstacle. One party, the existing group control method, group control pest, individual control method, group control method, group control method [Small size] Ability to estimate own position and others 'position: Small size group (GPS), external position, safety, mass production), Kilobot, suspected position estimation,"group exploration" Suspected self position estimation: Kilobot: search for possible information about other individuals: