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Collective construction of lively structures by swarm robotic system

Research Project

Project/Area Number 17K00368
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Intelligent robotics
Research InstitutionTohoku Gakuin University

Principal Investigator

Sugawara Ken  東北学院大学, 教養学部, 教授 (50313424)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords群知能ロボット / 動的安定性 / 構造物 / 適応性 / 生き生きとした / 動的安定 / 構造物構築 / 群ロボット / 適応機構 / 適応
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this research is to develop an intelligent robot system to construct "lively structures" by collaboration between the simple robots and easy-functional materials. Lively structure here means, the structures that are dynamic stability, which has a reasonable shape, and can adapt to the dynamic environment. The points of this research are as follows: establishment of a basic self-assembly algorithm, introduction of a simple adaptive mechanism, and development of the function which enables the system to construct reasonable and adaptive structures based on close connection with the external environment. We have basically completed this project as planned. In addition, we got some extended ideas such as an introduction of chemical signals and an application for object transportation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

群ロボットによる構造物構築では、一般に静的構造物を作ることに焦点が当てられており、「モジュールが常に入れ替わる」特性を陽に扱う事例は極めて少ない。動的安定性を有する構造物について、耐損壊性や適応性などの具体的な特性を示したことで、構造物構築に関する新しい知見を提起できたところに意義があると考える。また、知能・機能をロボットと部材に分散し、それらの協調によって目的を達するアプローチは、分子ロボティクスなど、限られた機能しか組み込めない領域において、有用な知見になることが期待できる。移動する構造物をロボットと見立て、2つの階層を有するシステムとして提案したことにも意義があると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 自己駆動力をもたない単純なロボットの集団による物体搬送2020

    • Author(s)
      菅原研、鈴木沙代
    • Journal Title

      第32回自律分散システム・シンポジウム予稿集

      Volume: 1

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  • [Journal Article] 単純な協調メカニズムを有する群ロボットの適応的な分散物収集2019

    • Author(s)
      小野晃任、菅原研
    • Journal Title

      Proceedings of the 2019 JSME Conference on Robotics and Mechatronics,

      Volume: 1

    • NAID

      130007774513

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  • [Journal Article] Adaptive Foraging Behavior of Swarm robots based on Simple Cooperation Mechanism2019

    • Author(s)
      Ken Sugawara, Akito Ono
    • Journal Title

      SWARM 2019: The 3rd International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics

      Volume: 1 Pages: 242-245

    • NAID

      130007774513

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ブラジルナッツ効果を応用した群ロボットによる物体搬送2019

    • Author(s)
      菅原研、木村葉月
    • Journal Title

      第37回日本ロボット学会学術講演会予稿集

      Volume: 1

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      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] ロボットと材料の協調による動的安定構造物の構築2019

    • Author(s)
      菅原研
    • Journal Title

      第37回日本ロボット学会学術講演会予稿集

      Volume: 1

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Object Transportation by Swarm Robots Based on Constraint Granular Convection2019

    • Author(s)
      Sugawara Ken
    • Journal Title

      Distributed Autonomous Robotic Systems

      Volume: 1 Pages: 329-340

    • DOI

      10.1007/978-3-030-05816-6_23

    • ISBN
      9783030058159, 9783030058166
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Casualty-based cooperation in swarm robots2018

    • Author(s)
      Sugawara Ken、Doi Yohei、Shishido Miki
    • Journal Title

      Artificial Life and Robotics

      Volume: 23 Issue: 4 Pages: 645-650

    • DOI

      10.1007/s10015-018-0501-7

    • NAID

      130007799570

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      小野 晃任, 菅原 研
    • Organizer
      2018年度 情報処理学会東北支部研究会
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      木村 葉月, 菅原 研
    • Organizer
      2018年度 情報処理学会東北支部研究会
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      菅原研
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      Ken Sugawara
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    • Int'l Joint Research
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      菅原研
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      菅原研、赤井澤英司
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      第35回日本ロボット学会学術講演会
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  • [Presentation] 拘束された粉体を模した群ロボットによる搬送作業2017

    • Author(s)
      菅原研
    • Organizer
      第18回システムインテグレーション部門講演会
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  • [Presentation] 社会性昆虫に学ぶ群ロボットの構造物構築2017

    • Author(s)
      菅原研
    • Organizer
      日本ロボット学会誌
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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ipc.tohoku-gakuin.ac.jp/Ksugawara/

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      2019 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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