2020 Fiscal Year Annual Research Report
Programmable Environmental Stimulation for Automated Driving Systems: Motion Design with Light and Vibration
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20H04473
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
南 裕樹 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00548076)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古川 正紘 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (40621652)
末岡 裕一郎 大阪大学, 工学研究科, 助教 (50756509)
井上 正樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (80725680)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 自動走行システム / 環境刺激 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
外部環境の状態を把握しながら賢くふるまうロボットを実現する際，これまでは，ロボットに搭載するコントローラを高性能化することを考えていた．本研究では，それとは異なるアプローチとして，ロボットのコントローラを極限まで単純化したうえで，外部環境を意図的に制御し，環境刺激によってロボットを操る方法を考える．とくに，環境刺激として光や振動を対象とし，それらをタスクに合わせてプログラムする「環境刺激ジェネレータ」の設計論を構築する．
これに対して，本年度は以下の成果を得た．
１．環境刺激ジェネレータの設計：２次元の光分布を設計する問題を定式化した．そして，ハーフトーン処理を利用して0-1の光刺激を生成する方法を提案し，実機実験によりその性能を検証した．また，次年度以降に取り組む，運動感覚のモデリングの予備検討として，人間行動のモデリングに関する研究に着手した．
２．ロボットコントローラの設計：本研究では，環境刺激ジェネレータとロボットコントローラの組合せ方法も検討する必要がある．そこで，環境刺激下において，目的のタスクを達成するためのロボットコントローラの設計問題を定式化した．そして，走光型視線誘導システムを用いてロボットの速度制御を実現するコントローラや２次元の光分布上の軌道追従制御を実現するオブザーバベースコントローラを提案した．さらに，学習理論をベースとしたロボットコントローラの設計についても検討した．
３．実験検証：光や音の刺激をロボットに与える実験環境を構築し，予備実験を行った．また，次年度の研究に利用するドライビングシミュレータの整備を進めた．
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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
当初の予定であった人間の運動感覚のモデル化については，予備検討に止まったが，環境刺激ジェネレータやロボットコントローラの設計においては，複数のアプローチを検討しており，一定の成果を得ている．また，ミニチュアスケールの実験システムやドライビングシミュレータの整備も進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き，設計論の構築を進めるとともに，人間の運動感覚・行動のモデリングを検討していく．また，提案手法の有効性を実機実験で確認するとともに，理論的課題を抽出する．
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