2016 Fiscal Year Research-status Report
超小型飛行ロボットを利用したサイバー・リアルコンピューティング基盤技術の創生
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15K12017
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
菅沼 拓夫 東北大学, サイバーサイエンスセンター, 教授 (70292290)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
千葉 慎二 仙台高等専門学校, ICT先端開発センター, 教授 (50290698)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | サイバー・リアルコンピューティング / 超小型飛行ロボット / センサネットワーク / 空間ナビゲーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、超小型飛行ロボット技術と先進ネットワーク技術、サイバー・リアルコンピューティング技術の高度な融合により、斬新な人間・環境調和型コンピューティング環境を実現する「超小型飛行ロボットを利用したサイバー・リアルコンピューティング基盤技術」を研究開発する。平成28年度は、以下の(1)～(4)の研究項目のうち、主に(3)、(4)に重点を置き、提案システムの設計・実装を重点的に推進した。
(1)超小型飛行ロボットを利用したサイバー・リアルコンピューティングアーキテクチャの開発(担当:菅沼)ー平成27年度の設計・実装実績を踏まえ、基本アーキテクチャおよびシステムアーキテクチャの再検討を行い、モデルの精緻化を実施した。
(2)超小型飛行ロボットの開発 (担当: 千葉)ーi)超小型飛行ロボットのハードウェア試作、ii) 超小型飛行ロボットの姿勢制御機構設計・開発を行った。
(3)自律飛行型センサネットワークの開発 (担当:菅沼)ーi)センサネットワークトポロジ変更アルゴリズムの設計・実装：センサネットワークの稼働状況から、より効率的なネットワークへとトポロジを変更するためのアルゴリズムを設計・実装した。ii)自律飛行トポロジ変更機能の設計・実装：i)によって指定されたより効果的なネットワークトポロジに変更するように、センサノードが超小型飛行ロボットによって自律飛行して移動する機能を設計・実装した。
(4)リアル空間ナビゲーションシステムの開発 (担当:菅沼)ーi)システムの開発： 平成27年度に行った概念設計に基づき、本システムの全体設計、詳細設計を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
全体的に概ね順調に、当初計画通りに研究開発が進捗している。
特に、(3)自律飛行型センサネットワークの開発においては、当初予定になかった、センサネットワークの状況把握のための自律飛行アルゴリズムの実装と、計算機シミュレーションによる、障害物のある環境での評価実験を実施し、その有効性を検証した。
一方で、(4)リアル空間ナビゲーションシステムの開発においては、全体設計、詳細設計の実施に留まり、予定していた実装までは至っていない。
以上から、部分的には計画以上に進展しており、全体としては概ね順調に研究が進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は、以下の(1)～(4)の研究項目のうち、主に(3)、(4)に重点を置き、提案システムの設計・実装を重点的に推進する。
(1)超小型飛行ロボットを利用したサイバー・リアルコンピューティングアーキテクチャの開発(担当:菅沼)ー平成28年度の設計・実装実績を踏まえ、基本アーキテクチャおよびシステムアーキテクチャの再検討を行い、モデルのさらなる精緻化を実施するとともに、アーキテクチャの確定版をまとめる。
(2)超小型飛行ロボットの開発 (担当: 千葉)ーi)超小型飛行ロボットの姿勢制御機構設計・開発：テスト運用を進め、安定性、安全性の向上のための改善を行う。ii)超小型飛行ロボットのセンサ、通信機能の設計：平成28年度に実施した設計に基づくセンサ、通信機能の実装を行う。
(3)自律飛行型センサネットワークの開発 (担当:菅沼)ーiii)システムの動作実験：これまで開発した機能をプロトタイプシステムに導入し機能検証実験を行う。iv)提案技術の総合評価: 実験の結果を分析・整理し、本提案手法の有効性、フィジビリティ、適用範囲、実用性等の検証を行うとともに、今後に向け研究課題を整理する。
(4)リアル空間ナビゲーションシステムの開発 (担当:菅沼)ーi)システムの開発： 平成28年度までに行った全体設計、詳細設計に基づき実装を行う。ii)システムの基礎実験環境の構築と実験：大学キャンパス内に小規模実験環境を設置し、基礎実験を行う。基礎実験では、設計した機能が正しく動作するか(動作検証)、実用上問題のない応答速度で動作するか(性能検証)、長期間での使用に耐えうるか(耐性検証)等の視点から、詳細に評価する。iii)提案技術の総合評価: 実験の結果を分析・整理し、本提案手法の有効性、フィジビリティ、適用範囲、実用性等の検証を行うとともに、今後に向け研究課題を整理する。
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| Causes of Carryover |
小型飛行体の制御システムの開発に予定より時間を要したため、学外での成果発表を行う日程調整を行うことが困難となり、成果発表の旅費に相当する予算を繰り越すこととした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
引き続きシステム開発を継続して実験を実施し、その研究成果の発表のための旅費として使用する予定である。
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