2023 Fiscal Year Research-status Report

確率的モデリングと逐次的意思決定を連成した天体探査ロボットの自律移動の実現

Research Project

Project/Area Number	22KJ2725
Allocation Type	Multi-year Fund
Research Institution	Keio University
Principal Investigator	遠藤正文慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特別研究員(DC1)
Project Period (FY)	2023-03-08 – 2025-03-31
Keywords	自律移動システム / 経路計画 / 確率的環境理解 / 機械学習 / 月惑星探査 / オフロードナビゲーション / ロボティクス
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、軟弱地盤でローバに生じる車輪スリップを逐次的に学習しながら環境に潜在するリスクへの頑健性を向上する、未知環境適応型自律移動システムを構築することを目的とする。本年度は以下の3つの研究課題に取り組んだ。まず、ローバの走行が不能となるスタック状態を引き起こす車輪スリップを予測の対象として、機械学習アプローチに基づき環境を理解し経路を計画する融合アルゴリズムの研究を実施した。昨年度に実施した、スリップ予測の不確実性を確率分布として表現するアプローチを拡張し、シミュレーション環境において経路計画における性能を比較検証している。また、不整地環境下における不確実な走行可能性を考慮したナビゲーションの研究において昨今、局所的・大局的な動作計画をはじめとして多様な意思決定アルゴリズムが提案されている一方、それらの定量比較を行った研究は見当たらない。状況に沿った適切なアルゴリズム選択を可能にするために、オフロードナビゲーションに特化したシミュレーションプラットフォームの開発を行った。加えて現在、軟弱地盤におけるスリップのみならずより広義での走行可能性をロボット固有の経験から直接学習する、自己教師ありアプローチの研究を実施している。同研究を達成することで、移動機構を問わないより多くのモビリティに対する走行可能性推定の適用を実現し、不整地自律移動システムの汎化性能を向上することを目指している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 研究計画に従い、未知環境適応型自律移動システムの基盤となるアルゴリズムの構築を進めている。また、フィールドロボティクスの分野においてより容易にアルゴリズム構築・検証を可能とするプラットフォームの開発を行った。加えて、従来想定していた車輪型移動機構のみならず、より多様な移動機構を想定して同システムの拡張を進めている。
Strategy for Future Research Activity	次年度は主に、経路・動作計画アルゴリズムの発展および実機実験による検証を計画している。加えて、本年度行った研究成果をロボティクス分野での著名な国際会議・国際学術誌にて発表する予定である。
Causes of Carryover	本年度依頼予定であった国際学術誌の英文構成を見送ったため、次年度使用額が生じた。今年度同依頼行うため、そちらにおいて従来想定していた支出が生じる予定である。