2019 Fiscal Year Annual Research Report
Mutual Learning Distributed Control Systems toward Human-Robotic Network Collaborations
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18H01459
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
藤田 政之 東京工業大学, 工学院, 教授 (90181370)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村尾 俊幸 金沢工業大学, 工学部, 准教授 (00447038)
畑中 健志 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (10452012)
伊吹 竜也 東京工業大学, 工学院, 助教 (30725023)
山内 淳矢 東京工業大学, 工学院, 助教 (60824563)
河合 宏之 金沢工業大学, 工学部, 教授 (70410298)
河合 康典 石川工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (90413765)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 制御工学 / 人とロボット群の協調 / 協調制御 / 学習制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題は，人とロボット群の協調を実現する相互学習型分散制御システムの構築を目指して以下の３点を実施するものである；①相互学習型分散制御アルゴリズムの開発，②３次元への拡張とダイナミクスの考慮，③マルチドローンを用いた実験システムの構築と検証．課題①に関しては，山内助教と共同で，構築済みのHuman-In-The-Loopシミュレータを用いて人間の入出力データを取得し，人間の操作者がロボットを操縦する際のモデルをガウス過程回帰により学習する手法を提案した．また，複数人によるユーザースタディにより，提案手法の妥当性を確認した．課題②に関しては，畑中准教授と伊吹助教により，人間―ロボットマニピュレータシステムの協調制御アルゴリズムを提案した．また，実際に人間が操作可能なシミュレータも構築し，提案アルゴリズムの有効性を検証した．さらに，実際のロボットマニピュレータをゲーミングコントローラで制御可能な実験システムを構築した．構築した実験システムにより，複数人によるユーザースタディを行い，提案アルゴリズムの有効性と課題を確認した．本課題③に関しては，河合（宏）教授，河合（康）准教授と村尾准教授により，金沢工業大学および石川工業高等専門学校から東京工業大学のマルチドローンを制御する実験システムを構築した． また，遅延のある通信を用いてもロボットを安定的に遠隔操作可能なシステムを理論とシミュレーションにより検証した．
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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
課題①に関しては，当初の予定通り，実際に取得した人間の入出力データから操縦者の特性を学習する手法を提案している．また，本結果は国際会議への投稿準備まで進んでおり，計画通りの成果を上げていると評価する． 課題②に関しては，ロボットマニピュレータを考慮した制御アルゴリズムへと拡張しており，当初の計画通りである．また，実際のマニピュレータを操縦者が制御可能なシステム構築まで進んでおり，計画以上の進捗と評価する．課題③に関しては，当初の計画通りと評価している．以上を勘案して（2）おおむね順調に進展している，と評価する．
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| Strategy for Future Research Activity |
課題①に関しては，前年度に得られた結果を国際会議に投稿する．また，人間の行動を学習したガウス過程を用いて，人間の操作を補助するシステム開発を行う．課題②に関しては，昨年度は１台のロボットマニピュレータのみを考慮していたので，複数台の制御を可能とする制御アルゴリズムの開発に取り組む．また，実験システムに関しても複数台へと拡張する．課題③に関しては，金沢工業大学と石川工業高等専門学校に構築した実験システムの改良を行い，東京―金沢間での遠隔実験を行う．可能であれば，東京―アトランタ間でのマルチドローンの遠隔制御実験も行う．
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