2023 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of Ant-Colony Algorithm based on Complex Network Analysis
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19K04318
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| Research Institution | Anan National College of Technology |
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Principal Investigator |
福田 耕治 阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 教授 (40208955)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 修平 東京情報大学, 総合情報学部, 教授 (00200139)
杉野 隆三郎 阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 教授 (10259822)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | トータル行動モデル / 固定反応閾値モデル / 個体間情報交換 / フェロモンコミュニケーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，①蟻のトータル行動モデルの構築と蟻コロニーシミュレーションシステムの開発，②蟻の巣内部での蟻の行動軌跡の取得と分析，③蟻の直接フェロモンコミュニケーション機能を具備した小型移動群ロボットシステムの開発，の３つの研究課題に取り組む計画であった。
①では，トータル行動モデルが蟻の役割決定と役割ごとの行動モデルによって構成されるとした。そして，蟻の移動が役割に関係なく彷徨と目標に向かうという２つに大別されることに着目した，トータル行動モデルの構成概要を提案した。これらは，令和5年度計測自動制御学会四国地区学術講演会にて発表している。さらに，現在はトータル行動モデルを適用した３Ｄシミュレーションシステムを開発しており，その成果をSICE FES 2024で発表する予定である。
②では，1[mm]×1[mm]の極小マーカーを作成し，蟻に接着して移動軌跡を取得するシステムを提案している。そこでまず，適切な巣の構造を考案した。そして，実際に巣を製作して巣の中でのマーカーの移動軌跡が得られることを確認している。これら一連の成果は，令和5年度計測自動制御学会四国支部地区学術講演会にて研究室学生が発表しており，優秀講演賞を受賞している。しかし，蟻コロニーが小さく，現時点で巣内部での蟻の移動軌跡を得るには至っていない。
③では，既に開発した小型移動ロボットに直接フェロモンコミュニケーションを模擬する機能部分を追加するべく取り組んだ。この機能を追加する際の要件を考慮し，実際に考案した原理に基づく機能ユニットを設計・試作し，特性を計測した。その結果，直接フェロモンコミュニケーションを模擬することができるものの，計測値の安定性と分解能には改善の余地があることがわかった。このため，現時点でロボットにこの機能を組み込まず，安定性と分解能を改善するよう取り組んでいるところである。
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