ロボットインクルーシブ社会に向けた集団的ダイナミクスの相補的導入による群体制御

本年は自律分散的移動ロボット群のデッドロック解決のため，主に集団的な秩序の形成について研究を行った．結合振動子系の相互作用を従来の拡散型から波動型に変更することで，各ロボットが他ロボットの位置を具体的に把握していないにも関わらず，集団内部での自身の相対位置を推定できる手法を提案した．各ロボットが自身の相対位置に基づいて行動を制御することで，集団の広がりという自由度を扱うことができ，これを拘束するような秩序形成につながることが期待され，国内会議で発表の後国際論文誌に採択された．研究計画では実ロボットへの実装を目指している．これに向けて，波動型相互作用の実世界での実装についても研究を行った．有限要素解析に用いられるフォン-ノイマン条件を適用することで，相互作用におけるパラメータの上限をデバイスの処理速度から決定することができた．さらに相互作用における系のエネルギー関数を安定化させるために，粘性項と自励項の導入を行い，実ロボットデバイスにおいて継続的な相対位置推定を実現した．本研究では相互作用の解析に，有限要素解析や制御理論といった工学の様々な知見を融合させることができたと考えている．相互作用の実装性について取り組んだ本研究は国内会議にて発表を行い，第35回計測自動制御学会自律分散システム・シンポジウム 萌芽研究部門 優秀研究奨励賞を受賞した．まとめとして，本年度は集団内部での相対位置推定による内的な秩序形成，外界に対する整った応答の形成，実ロボットへの実装といった内容に取り組んだ．今後はこれらの研究を理論的に精査し，時間遅れの存在といった実世界の問題にいかに対処するかを考察したい．また，内的・外的な秩序形成を組み合わせたデッドロック問題の解決を，実デバイスでの実証を交えながら進める方針である．

本年は自律分散的移動ロボット群のデッドロック解決のため，主に集団的な秩序の形成について研究を行った．結合振動子系の相互作用を従来の拡散型から波動型に変更することで，各ロボットが他ロボットの位置を具体的に把握していないにも関わらず，集団内部での自身の相対位置を推定できる手法を提案した．各ロボットが自身の相対位置に基づいて行動を制御することで，集団の広がりという自由度を扱うことができ，これを拘束するような秩序形成につながることが期待され，国内会議で発表の後国際論文誌に採択された．研究計画では実ロボットへの実装を目指している．これに向けて，波動型相互作用の実世界での実装についても研究を行った．有限要素解析に用いられるフォン-ノイマン条件を適用することで，相互作用におけるパラメータの上限をデバイスの処理速度から決定することができた．さらに相互作用における系のエネルギー関数を安定化させるために，粘性項と自励項の導入を行い，実ロボットデバイスにおいて継続的な相対位置推定を実現した．本研究では相互作用の解析に，有限要素解析や制御理論といった工学の様々な知見を融合させることができたと考えている．相互作用の実装性について取り組んだ本研究は国内会議にて発表を行い，第35回計測自動制御学会自律分散システム・シンポジウム 萌芽研究部門 優秀研究奨励賞を受賞した．まとめとして，本年度は集団内部での相対位置推定による内的な秩序形成，外界に対する整った応答の形成，実ロボットへの実装といった内容に取り組んだ．今後はこれらの研究を理論的に精査し，時間遅れの存在といった実世界の問題にいかに対処するかを考察したい．また，内的・外的な秩序形成を組み合わせたデッドロック問題の解決を，実デバイスでの実証を交えながら進める方針である．