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Antelligent Systim-非線形動力学に基づいた群知能システムの開発

Research Project

Project/Area Number 15760291
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field System engineering
Research InstitutionTohoku Gakuin University (2004-2005)
The University of Electro-Communications (2003)

Principal Investigator

菅原 研  東北学院大学, 教養学部, 助教授 (50313424)

Project Period (FY) 2003 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2005: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2004: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
KeywordsV-DEAR / 交通流 / フェロモン / 分業 / 比率制御 / 動的確率モデル / 群れモデル / 2列縦隊 / ストック物質 / 群知能 / ロボットシステム / 相互作用
Research Abstract

本年度得られた研究成果は大別して以下の3点になる。
1)均質な群ロボットの分業における比率制御のための動的遷移確率モデルの詳細な検討
簡単な相互作用を有するロボット群が分業を行なう上で重要な要素である比率の自律制御モデルについて、昨年度に引き続き、簡潔かつ効果的に達することができる動的確率モデルのより詳細な解析を行なった。このモデルは状態間の遷移確率をストック物質の濃度に応じて動的に変化させるもので、齢差分業のような現象も記述できることは昨年度の終盤で定性的に確認できていたが、本年度はそれらの有効性を定量的に評価するところまで行なうことができた。
2)フェロモンを導入した交通流の基礎実験
これも昨年度から引き続いている項目である。Nishinariらが報告した「移動体がフェロモンを散布しながら移動する系において、移動体の密度に応じて流量が急激に増すという非線形現象」に基づいて昨年度にロボット実験を行なった。この結果についてNishinariらと共同で解析を行い、理論的に得られているものと同等の実験結果であることを検証した。
3)群ロボットの行動と構造に関する研究
簡単な動力学特性を有する群れロボットの集団行動と構造を記述するための群れの力学モデルの拡張を行い、そこから得られた2列縦隊構造について詳細な検討を行なった。また、この力学モデルを用いて行動するロボットシステムを構築し、2列縦隊構造の制御を行うことで、拡張した群れモデルのダイナミクスの有効性を実験により示した.

Report

(3 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (11 results) Publications (5 results)

  • [Journal Article] Development of Virtual Dynamic Environment for Autonomous Robots2005

    • Author(s)
      Ken Sugawara
    • Journal Title

      Proc.2005 Int.Symp.On Nonlinear Theory and its Applications

      Pages: 667-670

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Proportion Regulation for Division of Labor in Multi-Robot System2005

    • Author(s)
      K.Suseki, K.Sugawara, T.Mizuguchi, K.Kosuge
    • Journal Title

      Proc.of 2005 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      Pages: 2800-2805

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Traffic-like Movement on a Trail of Interacting Robots with Virtual Pheromone2005

    • Author(s)
      T.Kazama, K.Sugawara, T.Watanabe
    • Journal Title

      Proc.of 3rd Int.Symp.On Autonomous Minirobots for Research and Edutainment

      Pages: 383-388

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Multi-task Allocation and Proportion Regulation of Homogeneous Agents2005

    • Author(s)
      Ken Sugawara, Tsuyoshi Mizuguchi, Masaki Sano
    • Journal Title

      Proc.of IEEE Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts (ARSO'05)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 簡単な力学特性に基づく群ロボットの集団行動2005

    • Author(s)
      谷川裕海, 菅原研, 小菅一弘
    • Journal Title

      計測自動制御学会 東北支部第226回研究集会

      Pages: 226-225

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 変動確率法を用いた群ロボットの多種分業と比率制御2005

    • Author(s)
      栖関浩平, 菅原研, 水口毅, 小菅一弘
    • Journal Title

      第5回SICE制御部門大会

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Foraging Behavior of Ant-Like Robots with Virtual Pheromone2005

    • Author(s)
      K.Sugawara
    • Journal Title

      Proc. 10^<th> Int. Symp. on Artificial Life and Robotics (CD-ROM)

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 均質な固体集団における多種分業と比率制御2005

    • Author(s)
      菅原研
    • Journal Title

      第17回自律分散システムシンポジウム予稿集

      Pages: 109-112

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Collecting Behavior of Interacting Robots with Virtual Pheromone2004

    • Author(s)
      K.Sugawara
    • Journal Title

      Proc. 7^<th> Int. Symp. on Distributed Autonomous Robotic Systems

      Pages: 331-340

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Foraging Behavior of Interacting Robots with Virtual Pheromone2004

    • Author(s)
      K.Sugawara
    • Journal Title

      Proc. 2004 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems

      Pages: 3074-3079

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] アクティブエレメント集合体によるパターンと機能の創発2004

    • Author(s)
      菅原研
    • Journal Title

      第10回交通流のシミュレーションシンポジウム予稿集

      Pages: 29-30

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] K.Fujibayashi, S.Murata, K.Sugawara, M.Yamamura: "Self-Organizing Formation Algorithm for Active Elements"FORMA. Vol.18 No.2. 83-95 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Sugawara, M.Sano, T.Watanabe: "A Study on a Foraging Behavior of Interacting Simple Robots"Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics. Vol.7 No.2. 108-114 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Sugawara, T.Watanabe: "A Study on Biologically Inspired Flocking Robots"Proc.of the 2003 IEEE Int.Conf.on Robotics, Intelligent Systems and Signal Processing. 324-330 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 菅原研, 風間俊哉, 渡辺俊典: "簡素な相互作用を有する群ロボットの分業に関する一考察"平成15年度電気学会産業応用部門大会講演論文集. (CD-ROM). 2-S12-5 (2003)

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  • [Publications] 風間俊哉, 菅原研, 渡辺俊典: "仮想フェロモンを用いた群ロボットの探索収集行動"第16回自律分散システム・シンポジウム資料. 195-198 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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