Programmable Environmental Stimulation for Automated Driving Systems: Motion Design with Light and Vibration

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H04473
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90010:Design-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Minami Yuki 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00548076)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古川 正紘 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (40621652) ; 末岡 裕一郎 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (50756509) ; 井上 正樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (80725680)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 環境刺激 / 自動運転 / イベントトリガ制御 / ドライバーモデル

Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on the interaction between the robot and the environment and investigated ways to manipulate the robot by controlling the stimuli provided by the external environment. Specifically, we concentrated on utilizing light and vibration as environmental stimuli and addressed the design of a controller capable of regulating the speed of a mobile robot. We then proposed a controller that achieves (1) speed control using pacemaker lights, (2) speed control using active bumps, and (3) speed control using visual illusions. The effectiveness of the proposed method was verified through experiments and simulations using a small mobile robot.

Free Research Field

制御工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ロボットに搭載するコントローラを有限リソース下で無制限に高度化することはできない．この限界を突破するひとつの方法が，環境からの刺激を積極的に活用するアプローチである．本研究では，光と振動の環境刺激を利用して移動ロボットの速度制御を実現する方法を，環境刺激の制御器と移動ロボットの制御器の設計問題に帰着させて検討した．ここでの成果は，制御に必要な情報をどのように環境に埋め込み，そして活用するかという問いに対するひとつの解を示すものであり，動的な環境刺激のデザイン論の基礎になる．さらに，自動走行システムへの応用を検討することで，自動車と交通インフラをつなぐ新技術の開発に向けた知見が蓄積された．