Optimal Patrolling System with Multiple Mobile Robots for Intruders' Trends

• Project/Area Number: 16K06174
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Intelligent mechanics/Mechanical systems
• Research Institution: Utsunomiya University
• Principal Investigator: HOSHINO SATOSHI 宇都宮大学, 工学部, 准教授 (80431980)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: 知的ロボットシステム / ロボティクス / 知能ロボット / 警備 / 自律移動 / ロボット / 変化点検出 / ベイズ学習 / 価値反復 / 警備ロボットシステム / 機械学習 / 最適化

Outline of Final Research Achievements

We aimed at a robotic patrolling system which has the same capability with the one based on human patrol. For this purpose, we proposed (1) learning method to identify the intrusion trends, (2) optical patrolling methodologies based on the trends, and (3) multi-robot patrolling systems.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によってロボットは，侵入者に関する事前情報がなくとも学習を通じて侵入傾向を特定し，その度合いに応じた警備が可能となる．これは，侵入傾向が顕著な場所を重点的に，そうでない場所を一様に，ロボットが警備することを示している．これらは現在，大手警備会社がロボットをターゲットに取り組んでいる研究を先行した内容となっており，本研究成果が与える社会的なインパクトは大きい．
本ロボットシステムは，建物だけでなく，町（街）の安全，すなわち犯罪の抑止にも貢献できるものと期待できる．治安や安全に関する問題の解決は，全世界規模での課題であり，本研究成果はロボティクスの平和利用として，高い波及効果が見込まれる．

Research Products

• [Journal Article] Optimal patrolling methodology of mobile robot for unknown visitors (2016)
  • Author(s): Satoshi Hoshino, Takahito Ishiwata, and Ryuichi Ueda
  • Journal Title: Advanced Robotics Volume: 30 Issue: 16 Pages: 1072-1085
  • DOI: 10.1080/01691864.2016.1192064
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Robotic Patrolling Systems based on Hidden Markov Model for Moving Visitors (2018)
  • Author(s): S. Hoshino and J. Chiba
  • Organizer: IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND BIOMIMETICS
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 分散型ロボットシステムの巡視に向けた領域分割手法 (2018)
  • Author(s): 伊藤雅基, 星野智史, 千葉潤一郎, 高橋和希
  • Organizer: ロボティクス・メカトロニクス講演会
• [Presentation] 複数台ロボットによる訪問者警備に向けた領域分割手法の提案 (2017)
  • Author(s): 高橋和希，宇賀神槙吾，千葉潤一郎，星野智史
  • Organizer: 第29回自律分散システム・シンポジウム
  • Place of Presentation: 調布クレストンホテル
  • Year and Date: 2017-01-30
• [Presentation] 隠れマルコフモデルを用いた進入者の目的地推定と移動ロボットによる警備 (2017)
  • Author(s): 千葉 潤一郎, 高橋 和希, 宇賀神 槙吾, 星野 智史
  • Organizer: ロボティクス・メカトロニクス 講演会2017
• [Presentation] プティカルフローをCNNへ用いることによる人物検出と動作認識 (2017)
  • Author(s): 新村恭平, 星野智史
  • Organizer: 第18回システムインテグレーション部門講演会
• [Presentation] HMMによる訪問者の目的地推定に基づいたロボット警備システムの提案 (2017)
  • Author(s): 千葉潤一郎, 高橋和希, 星野智史
  • Organizer: 第18回システムインテグレーション部門講演会
• [Presentation] 移動ロボットによる効率的な警備に向けた巡視意思決定手法 (2017)
  • Author(s): 星野智史, 宇賀神槙吾
  • Organizer: 日本ロボット学会 第35回 学術講演会
• [Presentation] Adaptive patrolling by mobile robot for changing visitor trends (2016)
  • Author(s): Satoshi Hoshino and Shingo Ugajin
  • Organizer: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • Place of Presentation: Daejeon Convention Center
  • Year and Date: 2016-10-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 警備ロボットによる進入者の傾向変化に対する即応ベイズ学習 (2016)
  • Author(s): 星野智史，宇賀神槙吾
  • Organizer: 第34回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 山形大学
  • Year and Date: 2016-09-07
• [Presentation] ベイズ学習と価値反復法に基づいた警備ロボットの最適巡視 (2016)
  • Author(s): 星野智史，石渡，貴仁，上田隆一
  • Organizer: 第34回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 山形大学
  • Year and Date: 2016-09-07