2021 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
21K03981
|
|---|
| Research Institution | Tohoku Gakuin University |
|---|
Principal Investigator |
菅原 研 東北学院大学, 教養学部, 教授 (50313424)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 群ロボット / 構造物構築 / 動的構造物 / 最小全域木 / 化学シグナル |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、群ロボットが「ブロックの運搬と局所的な着脱を常に行うことで、動的平衡状態で構築される構造物」を可能とする枠組みの中で、静的安定構造物がもたない特性（特に修復、成長、適応が適切に発現する特性）を有する動的構造物を構築するロボットシステムを開発することである。当該年度に設定した研究項目は①MST（最小全域木）による構造物の表現、②化学コミュニケーションの導入による局所発展制御である。
①MST（最小全域木）による構造物の表現について。これまでは、構造物の大域的な構造を「ある起点から伸長と屈曲を組み合わせたマイクロルール群に落とし込んだ情報」により表現する方法を用いてきた。本年度は、構造物の構造をグラフの枠組みで捉え、全域木として表現するとともに、構造物を構成するブロック間にコストを設け、MSTとして表現する方法を考案し、検証を行った。従来方法では取り扱いが困難であった構造に対して有効に機能することが確認できたが、有効範囲の検証は不十分であることから、次年度以降の継続課題として、引き続き検証ならびに手法の改良を行っていく。
②化学コミュニケーションの導入による局所発展制御について。構造物に外力がかかる条件下において、従来法では積極的・能動的な修正が行われないという問題が解決に至っていなかったことから、本研究では化学シグナルを導入することでより積極的な修復や構造強化を可能にするしくみを検討した。化学反応を軸とした拡張を試みたが、部分的な成功に留まっており、手法についてのさらなる改良が必要となっている。
なお、本年度は実機による検証実験を行うための環境整備も行っている。ハードウェアの仕様策定ならびにベースとなる機材を試作し、簡単な性能評価を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画では「損壊による自己強化」と「能動的な負荷分散」の２つのサブテーマにも着手する予定であった。①損壊による自己強化については、ブロック間に化学コミュニケーションを導入することで、自己強化が発現する簡便なアルゴリズムが構築できると考えていたが、現在までのところ、限定された条件のもとで成立する段階にとどまっている。②能動的な負荷分散については、①をもとに開発する予定であったため、こちらも限定された条件のもとでのみ成立する段階にある。ただし、いずれもこれまでの試みから、ある程度の方針が見えてきていることから、次年度の計画と合わせた進捗は期待できると考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
持ち越しとなっている①損壊による自己強化、②能動的な負荷分散は、いずれも、ブロック間に化学コミュニケーションを導入することで実現するという方針に大きな変更はない。これまでに培った知見をもとに、より広い条件の下で成立するアルゴリズムの開発を行っていく。実機実験についても試作と予備実験を反復する中で、仕様を速やかに策定し、小規模な検証実験を実施する。
|
| Causes of Carryover |
最も大きい理由は、参加した学会や研究会がすべてオンライン開催となり、実質的な旅費が発生しなかったことにある。いっぽうで、計算機実験に必要な計算機パワーがやや非力であるという問題も見えてきている。次年度の学会や研究会が引き続き対面で行われない場合は、計算機実験環境を拡充し、より多くの計算機実験を可能にしていく。
|
Research Products
(1 results)
