2021 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), 准教授 (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．
この目的に対して，本年度は以下の成果を得た．(1) 人間の運動感覚のモデリング：複数の光源（ペースメーカライト，走光型視線誘導システム）が壁面に設置されたトンネル内を走行する運転シミュレータを構築し，人間の運転行動のモデリングを試みた．(2) ロボットコントローラの設計：ペースメーカライトからの光刺激により自動運転車の速度制御を実現するためのコントローラを設計した．とくに自動運転車に搭載する光センサが一つの場合において，速度制御を実現するコントローラのひとつを提案した．また，音による刺激や凹凸路面からの振動刺激を利用して自動運転車をナビゲーションする問題を定式化し，いくつかの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．環境認識の不確かさの情報を積極的に利用して速度調整を行う方法を提案した．(3) 環境刺激ジェネレータの設計：ペースメーカライトを動的に制御する問題を最適制御問題として定式化し，モデル予測制御に基づく解法を提案した．(4) 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，制御実験を行った．
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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
当初の計画通りに進められており，一定の成果が得られている．とくに，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できている．そして，次年度以降につながる，新しい知見とアイデアが得られている．
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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．さらに，環境刺激ジェネレータの設計論の核となる項目について考察するとともに，設計論の体系化に向けた課題を整理する．
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