制約された視野を持つ自律分散ロボットの動作協調と共有知識獲得に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07680360
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 山下 雅史 広島大学, 工学部, 教授 (00135419)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 角川 裕次 広島大学, 工学部, 助手 (80253110) ; 伊東 靖英 広島大学, 工学部, 助手 (80243591) ; 藤田 聡 広島大学, 工学部, 助教授 (40228995)
• Keywords: 自律分散ロボット / 自走ロボット / 共有知識 / 視野制約 / 分散アルゴリズム

Research Abstract

自律分散ロボットシステムでは、残りのロボットの動作を集中制御するための特別なロボットをおかず、それぞれのロボットは、平等の立場からロボットの動作を観察し、その状況に適した自分の動作を決定することでシステム全体としてある目的を達成する。本研究では、実際の応用の場で重要となると考えられる、ロボットの可視範囲に制約がある場合について以下の諸問題を検討し、以下に述べる結果を得た。
・ロボットが共通知識を得る問題を検討した。特に、以下の2問題を検討した。
1.文献4では、ロボットの集合がある指定した幾何図形(たとえば、点、円、直線)を描く位置に落ち着くようなアルゴリズムの有無を検討し、もし存在するならそれを設計する問題である整列問題を検討した。整列問題を解くことは共有知識を獲得する手続きでもある。たとえば、円形に整列できれば、ロボットは円の中心とその半径について合意できるので、共通の原点と単位距離を持つ座標系を獲得できる。
2.文献6では、各ロボットの初期配置を共通知識とする問題を解決した。
・ロボットが一時にk方向しか見ることができないという視野制約のもとで、あるロボットを発見する捜索問題が解ける条件を明らかにした(文献3)。
・自律分散ロボットシステムを含むより広い概念である分散システムを検討し、コンポーネント間の情報共有方式を提案する(文献2)とともに、自動的に故障から復帰する自己安定システムの構成法を示した(文献5)。
・各関節がロボットであるようなロボットアームの構成法について検討した(文献1)。

Research Products

• [Publications] I. Suzuki: "“Designing Multi-Link Robot Arms in a Convex Polygon."" Int'l J. Computational Geometry and Applications. (to appear).
• [Publications] S. Fujita: "“Optimal Group Gossiping in Hypercubes under Circnit Switching Model."" SIAM J. on Computing. (to appear).
• [Publications] D. Crass: "“Searching for a Mobile Intruder in a Corridor The Open Edge Variant of the Polygon Search Problem."" Int'l J. Computational Geometry and Applications 5. 4. 397-412 (1995)
• [Publications] H. Ando: "“Formation and Agreement Problems for Synchronous Mobile Robots with Limited Visibility."" Proc. 10th IEEE International Symposium on Intelligent Control.453-460 (1995)
• [Publications] H. Kakugawa: "“Uniform Randomized Self-Stabilizing Mutual Exclusion on Unidirected Rings."" 2nd Workshop on Self-Stabilizing Systems.(1995)
• [Publications] 永持仁: "“移動ロボットに対する自律分散アルゴリズム"" 電子情報通信学会コンピュテーション研究会資料.COMP95-21-25. 31-40 (1995)