2019 Fiscal Year Research-status Report
A Study on Super Active CPS for Enhancing Adaptability of Artifacts
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17KT0043
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中川 博之 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (40508834)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 一樹 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (00434895)
小形 真平 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (10589279)
土屋 達弘 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (30283740)
冨沢 哲雄 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 講師 (60549707)
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| Project Period (FY) |
2017-07-18 – 2021-03-31
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| Keywords | 人工物システム / 適応性 / 自己適応システム / ソフトウェア工学 / プログラミングフレームワーク / 超能動型CPS / ロボット / 組み込みシステム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，実世界の人工物システムの管理手段として用いられ始めているCPS（Cyber-Physical System）のシステム体系に，ロボットなどの実空間に作用してシステム全体を進化させることのできる作用素を組み込むことで実空間に積極的に作用する超能動型CPSを実現し，超能動型CPSで人工物システムを内包することで，人工物システムの適応性を向上させることである．2019年度は各実施計画に従って以下を実施した．
・サブテーマ１．超能動型CPSにおける実世界指向モデリングおよびデータ分析法の検討：本研究が対象とする超能動型CPSを設計するための，マルチエージェントシステム設計法に基づいたアーキテクチャ設計法を検討，構築した．同研究成果は，国内シンポジウムJAWS2019で発表するとともに，国際会議SAC2020に採録された．
・サブテーマ2．超能動型CPS におけるロボット連携機構の構築：果樹園などの不整地でも活動可能なロボットシステムを設計し，移動部分に関する実装が完了した．
・サブテーマ３．超能動型CPSにおける適応性向上メカニズムの構築：適応性向上のための実装フレームワークに対して，実世界で適用するための検討を進めた．特に，時間的制約に関する機構の追加を検討し，その検討結果を国際会議ECRTS2019にて発表した．また，適応時の検証の負荷を軽減するためのメカニズムについての研究成果をまとめた論文が，Elsevier の学術雑誌The Journal of Systems & Softwareに採録された．
・サブテーマ4．超能動型CPSフレームワークの構築および農園管理システムの開発，実験，評価：実証実験対象となるアプリケーションの実装を進めた．ただし，実証実験を実施する予定であった農園が台風19号に伴う記録的豪雨により浸水被害を受けたため，実地検査・測定は未実施である．
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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
サブテーマ１については，実証実験のシステムのアーキテクチャを設計するために検討した設計法について，概要を定義することができ，その成果を国内シンポジウムおよび国際会議において計2本の論文を発表することができた．また，サブテーマ３に関しても，実世界に有効な自己適応メカニズムの実現に関する研究成果が，リアルタイムシステムに関する国際会議ECRTS2019および，Elsevier の学術雑誌The Journal of Systems & Softwareに論文が採録されるなど，十分な成果を上げることができた．サブテーマ2および，サブテーマ４の実証実験についても検討を進め，実証実験の準備は概ね順調に進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，当初の計画通り，各サブテーマの成果をフレームワークとして集約し，実証実験の対象システムとなる超能動型農園管理システムの実装を完了させ，実証実験を実施する予定である．ただし，実証実験を実施する予定であった農園が台風19号に伴う記録的豪雨により浸水被害を受けており，コロナウィルスの感染状況も予断を許さない状態であることから，実証実験が実施できない場合も考えられる．その場合は，シミュレーションや設計モデルによる手法有効性の検証に変更する．
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| Causes of Carryover |
研究成果については想定以上に論文が採録され，充実した年度となったが，その一方で，実証実験を実施する予定であった農園が台風19号に伴う記録的豪雨により浸水被害を受け，実証実験のための実地検査を実施することができなかった．これにより，ロボットハードウェアの選定が十分にできず，当該予算を繰り越すこととした．また，国際会議での発表のために旅費を計上していたが，コロナウィルスの被害拡大により年度末の国際会議がオンライン開催となったため，当該予算を繰り越すこととなった．これらは翌年度で同目的に利用する予定であるが，コロナウィルスの終息状況や農園の回復状況によっては，使用計画を変更する可能性がある．
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