2023 Fiscal Year Annual Research Report
An Experimental Study for Highly-Reliable Cooperative Behavior of Swarm-Robots using Blockchain and Distributed Deep Learning
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21K03979
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| Research Institution | Tomakomai National College of Technology |
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Principal Investigator |
杉本 大志 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 助教 (40780424)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
曽利 仁 津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 教授 (10353327)
都築 伸二 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (60236924)
漆原 史朗 香川高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (90311092)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 深層強化学習 / 群ロボット / LPWA / ブロックチェーン / 協調動作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では「群ロボットシステムは，個々の自律分散型ロボットが目的や意思を持った一つの集団として行動し，所望の目標を達成するロボットシステムである．このシステムを構築する際は，一般的なIP網で構築されるClient-Serverモデルではなく，BitTorrentやSkype等IP電話に代表されるPeer-to-PeerによるWireless Networkモデルがしばしば利用される．Server役となるシステムが存在しないためスケーラビリティの向上が期待され，さらに耐障害性の高さも保証できるが，セキュリティ確保の困難さ，匿名性による悪意ある命令の実行の可能性があるというデメリットも存在する．また，群ロボットが活動する範囲を考えた場合，通信プラットフォームがカバーする通信可能範囲の制約を受けるため，広大なエリアにおいての動作は難しい．そこで群ロボットの制御に対し，Low Power, Wide Area (LPWA)システム，BlockchainとMulti-Agent自律分散型深層学習を組み合わせたシステムを提案する．」という目標のもと，Dueling DQNとモデル化したLoRa無線，Blockchainを用いた協調動作システムをシミュレーション的に構築した．検証実験の結果，一般的なマルチエージェント強化学習システムと遜色ないパフォーマンスの実現を確認した．今後はシステムを実際のハードウェアに反映することで実環境における具体的な動作についての考察を行いたい．
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