2018 Fiscal Year Research-status Report
Clarification of implicit observer design inspired by distributed autonomous navigation of ants colony
| Project/Area Number |
18K13776
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
末岡 裕一郎 大阪大学, 工学研究科, 助教 (50756509)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 陰的オブザーバ / 自律分散ナビゲーション / 群ロボット |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，自然界の蟻がフェロモンを用いて実現する環境適応的ナビゲーションの行動メカニズムを探求する．申請者は，群れ行動を実現する鍵が，フェロモンによる“重ね合わせの性質”だと気づき，重ね合わせが成り立つ物理量を群れとして共有すると，「近所でどの程度の仲間が働いているか」を推定する：陰的オブザーバを設計できると分かった．さらに，行動設計と組み合わせることで，自律分散的なナビゲーションが可能となるため，本研究では，ロボットシステムへの応用を狙い，匂いと同じ“重ね合う性質”を持つ物理メディア：音，光を題材として，シミュレーション解析・実機検証を通じて，それぞれの物理メディアに適したメモリ機能の設計法と陰的オブザーバ設計法を提示することを目的に研究を進める．
本年度はまず，実際にフェロモンを活用するエージェントモデルをできるだけシンプルな形で構築し，シミュレーションを通じてエージェント群による採餌行動の実現を示した．シミュレーション内では，実際は見えないフェロモンに色をつけることで，群れ行動を視覚的に捉えやすく構築した．また，陰的オブザーバの鍵を握るメモリ機能の設計について調べ，各エージェントの視野の広さやメモリ長，さらにはそれらと行動設計との関連をどのように行えばいいのかシミュレーション解析を通じて調べた．その結果，メモリ長の適切な長さの設定や，フィルタ機能，特に記憶をいつアップデートすべきか明らかにした．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた初年度の研究計画どおりに研究を進めることができた．実際の蟻の採餌行動をヒントにしたシミュレーションモデルの構築を行い，さらにメモリ機能の設計法の解析の段階に進むことができた．
|
| Strategy for Future Research Activity |
まず，陰的オブザーバの設計に向けて各エージェントに必要なメモリ機能をより詳細に調べる．メモリ長やその更新頻度，さらにフィルタ機能に関して，シミュレーションを繰り返し行うことで，なぜそのようなメモリ機能の設計が，群れによるタスク実現のパフォーマンスをあげることに繋がるのか調べる．また，エージェントの行動設計に関しても，ランダムな行動，より直進性の高い行動などを総合的に調べていく．
その上で，本年度は実機検証に向けても取り組んでいく．ロボット実機において，匂いと同じ重ね合う性質をもつ音や光というデバイスを搭載し，ロボットシステムとしてのアプリケーションの可能性を探る．
|
| Causes of Carryover |
本年度は，研究目的に対して，エージェント群のモデリングおよびシミュレーション解析，実機検証を進めたが，実験系をより安価に構築することができた．翌年度はその経費を利用して，より多くの機体での実機実験や，レベルの高い国際学会での発表を行う予定である．
|
Research Products
(7 results)
