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自律分散ロボット群の制御理論に基づく化学反応回路素子の高機能化

Publicly Offered Research

Project AreaDevelopment of Molecular Robots equipped with sensors and intelligence
Project/Area Number 25104519
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

山内 由紀子  九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 助教 (10546518)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords分散システム / 自律分散ロボット群 / パターン形成問題 / 合意問題
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,化学反応回路系を単純な機能を持つ制御可能な粒子群で構成される分散システムと見なし,粒子単体では実現困難な演算や大容量メモリといった回路素子を粒子群の協調動作により実現する手法の確立を目指す.特に,自律的に移動するロボット群から成る分散システムの制御理論をもとに,化学反応回路系の制御方法を確立することを目指す.本年度は以下の課題に取り組み,成果を得ている.
(i)2次元平面上のロボット群の乱択制御:決定性アルゴリズムによるロボット群のパターン形成では対称性の破壊が困難であることに起因し,形成不可能なパターンが存在する.本研究では,乱択アルゴリズムを用いることにより,ロボット群が確率的に任意のパターンを形成できることを示した.
(ii)有限バッテリーを持つロボット群による情報伝播:個々のロボットのバッテリー残量を考慮しながら直線上の情報伝播を行うアルゴリズムを示した.
(iii)3次元グリッド内のモジュールロボット群の移動制御:3次元グリッド上に配置されたモジュールロボットを一方向に移動させるアルゴリズム,移動速度の上限を示した.
(iv)3次元空間中のロボット群の合意問題:従来の2次元平面上でのロボットの合意問題を3次元空間に一般化し,平面合意能力の特徴づけを行った.
これらの結果の一部は既に国際会議で採択され,発表済みである.他の結果については国際会議,論文誌に投稿準備中である.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2015 2014 2013

All Presentation (10 results)

  • [Presentation] 直線上のデータ配送問題に対する多項式時間計算可能性2015

    • Author(s)
      三重野琢也
    • Organizer
      火の国情報シンポジウム2015
    • Place of Presentation
      佐賀大学
    • Year and Date
      2015-03-05 – 2015-03-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 3次元空間中の自律分散ロボットによる平面合意問題2015

    • Author(s)
      上原太一
    • Organizer
      火の国情報シンポジウム2015
    • Place of Presentation
      佐賀大学
    • Year and Date
      2015-03-05 – 2015-03-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Approximation Algorithms for the Set Cover Formation by Oblivious Robots2014

    • Author(s)
      Tomoko Izumi
    • Organizer
      The 18th International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS 2014)
    • Place of Presentation
      Cortina d'Ampezzo, Italy
    • Year and Date
      2014-12-16 – 2014-12-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Randomized Pattern Formation Algorithm for Asynchronous Oblivious Mobile Robots2014

    • Author(s)
      Yukiko Yamauchi
    • Organizer
      The 28th International Symposium on Distributed Computing (DISC 2014)
    • Place of Presentation
      Austin, U.S.A.
    • Year and Date
      2014-10-12 – 2014-10-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Locomotion of Metamorphic Robotic System based on Local Information (Extended Abstract)2014

    • Author(s)
      Fengqi Chen
    • Organizer
      Workshop on Self-organization in Swarm of Robots: from Molecular Robots to Mobile Agents
    • Place of Presentation
      Nara, Japan
    • Year and Date
      2014-10-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 自律移動ロボット群のモーションプランニング2014

    • Author(s)
      山内由紀子
    • Organizer
      計測自動制御学会第1回制御部門マルチシンポジウム~ダイバージする制御~, OSナノダイナミクスに挑む知的制御:ミクロとマクロの視点から
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Pattern Formation by Mobile Robots with Limited Visibility2013

    • Author(s)
      Yukiko Yamauchi and Masafumi Yamashita
    • Organizer
      The 20th International Colloquium on Structural Information and Communication Complexity (SIROCCO 2013)
    • Place of Presentation
      Ischia, Italy
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] On Space Complexity of Self-Stabilizing Leader Election in Population Protocol Based on k-interaction2013

    • Author(s)
      Xiaoguang Xu, Yukiko Yamauchi, Shuji Kijima and Masafumi Yamashita
    • Organizer
      The 15th International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS 2013),
    • Place of Presentation
      Osaka, Japan
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 限定的な視界を持つロボット群のパターン形成2013

    • Author(s)
      山内由紀子,山下雅史
    • Organizer
      2013年夏のLAシンポジウム
    • Place of Presentation
      福岡,日本
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 三次元モジュール型分子ロボットの移動速度について2013

    • Author(s)
      陳鳳棋,山内由紀子, 来嶋秀治, 山下雅史
    • Organizer
      平成25年度(第66回)電気関係学会九州支部連合大会
    • Place of Presentation
      熊本,日本
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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