| Project/Area Number |
23K11076
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60060:Information network-related
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| Research Institution | Gifu Shotoku Gakuen University |
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Principal Investigator |
黄 平国 岐阜聖徳学園大学, 経済情報学部, 准教授 (60713154)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石橋 豊 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40252308)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | 触力覚通信 / QoS制御 / 粘弾性適応制御 / パラメータ / AI（人工知能） / AI / 最適化 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、触力覚通信におけるAI（人工知能）によるサービス品質（QoS: Quality of Service）制御の最適化によって、遠隔ロボット制御、遠隔医療、遠隔教育などの様々な分野において高品質なサービスを提供することを目的としている。そこで、本研究は触力覚通信を用いた作業（例えば、仮想空間内物体を運ぶ作業や実空間の遠隔制御）を用い、触力覚通信におけるQoS制御に及ぼす影響要因を実験によって明らかにした上、クラウドと連携したシステムを構築し、触力覚通信におけるAIによる最適なQoS制御モデルを検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、触力覚通信におけるAI（人工知能）によるサービス品質（QoS: Quality of Service）制御の最適化によって、遠隔ロボット制御、遠隔医療、遠隔教育などの様々な分野において高品質なサービスを提供することを目的とする。本年度は、作業内容の検討・作業用アプリの作成、適用するQoS制御及び実験システムの構成をした。その後、ネットワーク遅延などがQoSに及ぼす影響を調べている。
１）作業内容の検討・作業用アプリの作成：作業は代表的な作業として、仮想空間内の物体を運ぶ作業を採用する。具体的には、利用者が触覚インタフェース装置を用いて、3D仮想空間内のオブジェクトである金シャチを持ち上げ、指定位置に運ぶ作業である。
２）QoS制御の検討：代表的なQoS制御として、粘弾性適応制御を採用する。この制御は、反力計算用の粘弾性係数を変更することによって、利用者に提示する反力を変化させ、QoSを改善する。
３）実験システムの構築：実験システムでは、利用者の端末から、QoSに影響するパラメータ（例えば、ネットワーク遅延、作業対象物体の大きさや重さ、作業の速度など）をAIサーバに送信する。AIサーバでは、オフライン学習した後、送られてきたパラメータに対応する最適なQoS制御パラメータを予測し、利用者端末にフィードバックする。各端末では、AIサーバからフィードバックされたパラメータを用いてQoS制御を行う。本年度のシステム構築では、各端末とAIサーバ間のパラメータ送受信機能、およびフィードバックされたパラメータを用いたQoS制御の適応を構築した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
作業内容の検討、作業アプリケーションの作成、AIサーバとの連携、システムの構築は本年度中に完成した。一方で、システムの構築が遅れているため、制御の効果に影響する要因の調査や学習用データの作成は進行中である。システムの構築が遅れた原因として、人手不足などにより、業者によるアプリケーションの作成に当初想定した以上の時間を要した。また、アプリケーション作成時にもバグの修正に想定以上の時間がかかった。さらに、経費の関係上、既存のAIサーバを使用したため、AIサーバとの連携実現にも時間がかかった。その結果、実験による制御の効果に影響する要因の調査も遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度は、システムのアプリケーションの作成とAIサーバとの連携に時間を要したため、実験によるデータの取得が難しかった。しかし、システムの基本部分の構築が完成したので、今後、複数の学生（卒研生）が同時にいくつかの研究項目に取り組むことが可能となり、これまでの遅れを取り戻す予定である。また、学外の共同研究者（愛知産業大学の石橋豊教授）との連絡を密にし、遅れている影響要因の分析、学習データのまとめを推進し、学習したニューラルネットワークを用いてオンラインで最適なQoS制御を予測し、その効果を評価実験によって検証する予定である。
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