異質なエージェント群の相互作用によるパターン形成メカニズムの解析と設計

异质主体群体相互作用的模式形成机制分析与设计

• 批准号: 13J00775
• 负责人: 末岡 裕一郎
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J00775/
• 关键词: マルチエージェント; パターン形成; 制御; 自律分散

本研究の目的は，異質なエージェントの相互作用から自然と生み出されるパターン形成を客観的に解析し，我々の意図したパターンを作り上げる制御メカニズムを明らかにすることである．本年度は以下の3つのパターン形成に主に着目し制御問題に取り組み，分散エージェント群によるパターン形成を制御する鍵は次の2つ，「１．個々のエージェントによるシステムの推定・オブザーバ設計」，「２．ヘテロな動作戦略を自律的かつ動的に切り替えること」だと明らかにした．実際に取り組んだパターン形成は以下の3つである．１つめは，「分散ロボット群によるクラスタ形成」であり，各ロボットが自身の局所的な行動履歴（物体への作業率，クラスタとの接触率）を記憶できるものとした際に，パターン形成における平衡状態を予測し，ヘテロな動作戦略を自律的かつ動的に切り替えることで，最終クラスタ数をフィードバック制御できることを示した． 2つめは，シープドッグによるヒツジの誘導というパターン形成であり，シープドッグが複数の群れを1つの群れにまとめる「凝集戦略」，そして1つにまとまったヒツジの群れを目標地点まで誘導する「誘導戦略」という2つの異なる戦略を自律的かつ動的に切り替える方法，およびシープドッグがヒツジの群れの追い方をリアルタイムに調整する手法を組み合わせた「ヘテロ戦略の混合・動的スイッチング」を提案し，提案手法の有効性を検証した．最後に，自然界のアリによる採餌行動に着想を得て，分散ロボット群がフェロモンという間接的なコミュニケーションを行うことで，その輸送ルートを通っているアリの総数を推定できることを示した．そして，餌を運搬するモードと新たな餌場を探索するモードを自律的かつ動的に切り替えることで各餌場に採餌に向かうアリの数を分散的にフィードバック制御できることを示した．

は の purpose, this study heterogeneous な エ ー ジ ェ ン ト の interaction か ら natural born と み out さ れ る パ タ ー ン form を guest 観 に analytic し, I 々 の meaning 図 し た パ タ ー ン を made げ り る suppression メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に す る こ と で あ る. Under this year は の 3 つ の パ タ ー ン form the owner に the に mesh し suppression problem に み り group, scattered エ ー ジ ェ ン ト group に よ る パ タ ー ン form を suppression す る key は の 2 つ, "1. 々 の エ ー ジ ェ ン ト に よ る シ ス テ ム の presumption · オ ブ ザ ー バ design", "2. ヘ テ ロ な action 戦 slightly を self-discipline か つ move に cut り for え る こ と" だ と Ming ら か に し た. In reality, に is taken from the に group んだパタ に である to form に below に 3 んだパタ である である. 1 つ め は, "disperse ロ ボ ッ ト group に よ る ク ラ ス タ form" で あ り, each ロ ボ ッ ト が itself の fulfillment of bureau な action phase (object へ の operation efficiency, ク ラ ス タ と の contact rate) を memory で き る も の と し た interstate に, パ タ ー ン form に お け る equilibrium し を to test, ヘ テ ロ な action 戦 slightly を self-discipline か つ move に cut り for え る こ と で, eventually ク ラ ス タ number を フ ィ ー ド バ ッ ク suppression で き る こ と を shown し た. 2 つ め は, シ ー プ ド ッ グ に よ る ヒ ツ ジ の induced と い う パ タ ー ン form で あ り, シ ー プ ド ッ グ が plural の group れ を 1 つ の group れ に ま と め る "agglutinate 戦 slightly", そ し て 1 つ に ま と ま っ た ヒ ツ ジ の group れ を target ま で induced す る induced 戦 "slightly" と い う 2 つ の different な る 戦 slightly を self-discipline か つ move に cut り for え る method, お よ び シ ー プ ド ッ グ が ヒ ツ ジ の group れ の chase い party を リ ア ル タ イ ム に adjustment す る gimmick を group み close わ せ た "ヘ テ ロ 戦 slightly の mix, moving ス イ ッ チ ン グ" を proposal し, proposal gimmick の have sharper sex を 検 card し た. Finally に, nature の ア リ に よ る mining action に bait to を て, scattered ロ ボ ッ ト group が フ ェ ロ モ ン と い う indirect な コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン を line う こ と で, そ の conveying ル ー ト を tong っ て い る ア リ の 総 number を presumption で き る こ と を shown し た. そ し て, bait を carrying す る モ ー ド と new た な を bait field exploration す る モ ー ド を self-discipline か つ move に cut り for え る こ と で each field に mining に bait bait to か う ア リ の number を dispersed に フ ィ ー ド バ ッ ク suppression で き る こ と を shown し た.

项目成果

フェロモンに基づく群移動体の物体輸送効率に関する解析

基于信息素的群体移动体物体运输效率分析

• 发表时间: 2014
• 作者: Hirotaka Kinuta;Mamoru Tobisu;Naoto Chatani;中山 和樹，末岡 裕一郎，石川 将人， 杉本 靖博， 大須賀 公一
• 通讯作者: 中山 和樹，末岡 裕一郎，石川 将人， 杉本 靖博， 大須賀 公一

Analysis of Distributed Transportation with Autonomous Mobile Agents

自主移动代理的分布式运输分析

• 发表时间: 2013
• 作者: Kazuki Nakayama;Yuichiro Sueoka;Takuto Kita;Masato Ishikawa;Yasuhiro Sugimoto;Koichi Osuka
• 通讯作者: Koichi Osuka

Control of transportation trails by distributed autonomous agents inspired by the foraging behavior of ants

• DOI: 10.1587/nolta.5.487
• 发表时间: 2014
• 期刊: Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE
• 作者: Kazuki Nakayama;Yuichiro Sueoka;M. Ishikawa;Y. Sugimoto;K. Osuka

空気圧人工筋を用いた脚ロボットの関節剛性と立位安定性条件の関係について

关于使用气动人工肌肉的腿式机器人的关节刚度与站立稳定性条件之间的关系

• 发表时间: 2014
• 作者: 中西大輔;末岡裕一郎;杉本靖博;大須賀公一;山海嘉之
• 通讯作者: 山海嘉之

4脚受動的動歩行ロボットの胴体構造に関する解析

四足被动行走机器人躯干结构分析

• 发表时间: 2013
• 作者: 紀藤 優治;末岡 裕一郎;中西 大輔;杉本 靖博;石川 将人;大須賀 公一
• 通讯作者: 大須賀 公一