| Project Area | Heterogeneous swarm intelligence: Innovative design of swarm intelligence inspired by collective behavior of variety of cells |
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| Project/Area Number |
21H05104
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
加納 剛史 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (80513069)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
末岡 裕一郎 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (50756509)
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| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥43,680,000 (Direct Cost: ¥33,600,000、Indirect Cost: ¥10,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥25,480,000 (Direct Cost: ¥19,600,000、Indirect Cost: ¥5,880,000)
Fiscal Year 2022: ¥12,740,000 (Direct Cost: ¥9,800,000、Indirect Cost: ¥2,940,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | ヘテロ群知能 / 自己組織化 / ハイアベレージ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、様々な性質を持つ個体が変動環境下において、適切な内部状態や果たすべき役割を自身で見つけながら秩序を創発し、適応的にハイアベレージな機能を発揮するヘテロな群知能システムを提案する。この問題に取り組むため、数理モデリングとシミュレーションによりヘテロな細胞の集団動態が発現する本質的な要因を構成論的に探る。申請者が構築した人間関係の形成過程の数理モデルを起点とし、A02、A03班の実験結果を説明し得る制御原理を見出す。抽出した制御原理を用いて群ロボットを開発し、細胞より大きなスケールでも原理が通用することを示すと同時に、変動環境下でハイアベレージな機能を発揮する人工物を実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、様々な性質を持つ個体が変動環境下において、適切な内部状態や果たすべき 役割を自身で見つけながら秩序を創発し、適応的にハイアベレージな機能を発揮するヘテロな群知能システムの構築を目指している。この問題に取り組むため、A02、A03班では多種多様な細胞の群れの集団動態を高精度の実データ解析により探るが，本計画班(A01班)では、数理モデリングとシミュレーションによりヘテロな細胞の集団動態が発現する本質的な要因を構成論的に探るアプローチを採る。具体的には，申請者が構築した人間関係の形成過程の数理モデルを起点とし、制御の視座に基づき考察を深め、A02、A03班の実験結果を説明し得る 制御原理を見出す。さらに、抽出した制御原理を用いて群ロボットを開発し、細胞より大きなスケールでも原理が通用することを示すと同時に、変動環境下でハイアベレージな機能を発揮する人工物を実世界実現することを目指す．
2022年度は，A02,03班で扱っている生命現象のメカニズムを説明するシンプルな数理モデルを構築した．シミュレーションにより，秩序形成を再現できるという成果を得た。この成果を踏まえ，ロボット実機開発を行い、予備的な動作検証実験を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
数理モデルの構築およびシミュレーションが順調に進み，令和5年度に予定しているロボット実機開発を前倒して行うことができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
A02, 03班の現象それぞれについて構築した数理モデルの共通点を探り，普遍性の高いヘテロ群知能の制御原理を確立する．実機検証を進め，ハイアベレージなシステムを実世界実現する．
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