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2013 Fiscal Year Annual Research Report

環境適応・環境構造可変機能をもつ超冗長機械システム群のダイナミクスベースト知能

Research Project

Project/Area Number 23360105
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

松野 文俊  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00190489)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords可変拘束機能 / 可変構造機能 / 環境構造可変機能 / 超冗長機械システム群 / ダイナミクスベースト制御 / 群制御 / 群知能
Research Abstract

本研究では、環境に適応する機能(可変拘束・可変構造機能)をもつ個体が群れを成し、自らが環境を改造して群れに適した環境へと変化させる機能(環境構造可変機能)をもつ超冗長機械システム群の運動知能および群知能について考える。ここでは、生物を拘束条件を変えることができる可変拘束機能と、それらが相互に結合・分離するような可変構造機能をもつ超冗長システムとしてとらえる。本研究の目的は、群として環境に適応するだけでなく、自らに適応するように環境を改造する群制御・群知能について考察し、「ダイナミックスベースト・インテリジェンス」の概念の適用範囲を“個から群れへ”“環境適応から環境改造へ”と拡張することである。
今年度は以下の研究を実施することができた。
(1) 可変拘束ハイブリッドシステムのダイナミクスベースト制御: ヘビ型ロボットのジャンプタスク実現のための動力学モデルと制御則を提案し、その有効性をシミュレーションにより検証した。
(2) 可変構造群システムのダイナミクスベースト制御・インテリジェンス:経路積分を用いた強化学習に基づく3脚モジュラー脚ロボットの歩容生成アルゴリズムを構築し、その有効性をシミュレーションにより検証した。
(3) 可変拘束・可変構造群システム:複数台の移動ロボット群の移動のための分散制御則を提案し、その有効性をシミュレーションおよび実験により検証した。また、蟻の分業行動に関して、アカシュウカクアリを対象として常微分方程式でその行動をモデル化し、分業行動の採餌効率に与える影響をシミュレーションにより検討した。さらに、群れが局所的な情報から大域的な情報を推測し、行動を変化させている可能性に関して、シミュレーションにより検討を行った。
(4) 環境構造可変群システム:蟻の採餌における穴埋め行動に関する群行動アルゴリズムの構築とシミュレーションによる有効性の検証を行った。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2014 2013

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Transformation Control to an Inverted Pendulum for a Mobile Robot With Wheel-Arms Using Partial Linearization and Polytopic Model Set2013

    • Author(s)
      H. Fukushima, M. Kakue, K. Kon, and F. Matsuno
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Robotics

      Volume: Vol.29,No.3 Pages: 774-783

    • DOI

      10.1109/TRO.2013.2239555

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Model Predictive Formation Control Using Branch-and-Bound Compatible With Collision Avoidance Problems2013

    • Author(s)
      H. Fukushima, K. Kon, and F. Matsuno
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Robotics

      Volume: Vol.29,No.5 Pages: 1308-1317

    • DOI

      10.1109/TRO.2013.2262751

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] アリの行動シミュレータ構築と生態の理解2013

    • Author(s)
      松野文俊、花本惣平
    • Journal Title

      計測と制御

      Volume: Vol.52、No.6 Pages: 495-502

  • [Journal Article] 近傍のロボットと障害物の識別を必要としない移動ロボット群の制御アルゴリズム2013

    • Author(s)
      坂井大斗、福島宏明、松野文俊
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集

      Volume: Vol.49、No.8 Pages: 787-794

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Study on Sinus-Lifting Motion of a Snake Robot With Sequential Optimization of a Hybrid System2013

    • Author(s)
      S. Toyoshima, M. Tanaka, and F. Matsuno
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Automation Science and Engineering

      Volume: Vol. 11、 No. 1 Pages: 139-144

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 入力依存ノイズを考慮した応答曲面法に基づく移動ロボットの多目的最適化2014

    • Author(s)
      有泉 亮、Matthew Tesch、Howie Choset、松野文俊
    • Organizer
      第1回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • Place of Presentation
      電気通信大学 (東京都調布市)
    • Year and Date
      20140304-20140307
  • [Presentation] 休息を始める探索アリの割合がコロニーの生存性に与える影響の考察2013

    • Author(s)
      小川 雄一、土畑 重人、松野 文俊
    • Organizer
      第14回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場 (兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      20131218-20131220
  • [Presentation] 未知障害物のある環境における複数ロボットによる移動体の協調追い込み2013

    • Author(s)
      吉本 昌弘、根 和幸、松野 文俊
    • Organizer
      第14回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場 (兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      20131218-20131220
  • [Presentation] Relationship between survivability of ant colony and rate of state transition to rest2013

    • Author(s)
      Yuichi Ogawa, Shigeto Dobata, and Fumitoshi Matsuno
    • Organizer
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場 (兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      20131215-20131217
  • [Presentation] Stability Analysis of a Hexapod Robot Driven by Distributed Nonlinear Oscillators with a Phase Modulation Mechanism2013

    • Author(s)
      Yuichi Ambe, Timo Nachstedt, Poramate Manoonpong, Florentin Worgotter, Shinya Aoi and Fumitoshi Matsuno
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2013)
    • Place of Presentation
      東京ビッグサイト (東京都江頭区)
    • Year and Date
      20131104-20131106
  • [Presentation] Quadrupedal Bounding with Spring-damper Body Joint2013

    • Author(s)
      Ryuta Yamasaki, Yuichi Ambe, Shinya Aoi and Fumitoshi Matsuno
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2013)
    • Place of Presentation
      東京ビッグサイト (東京都江頭区)
    • Year and Date
      20131104-20131106
  • [Presentation] アリが巣内のグローバル情報を推測し行動を変化させている可能性に関する考察2013

    • Author(s)
      小川雄一、土畑重人、松野文俊
    • Organizer
      第23回日本数理生物学会年会
    • Place of Presentation
      静岡大学浜松キャンパス (静岡県浜松市)
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] 『守破離』 -ロボットの運動知能-2013

    • Author(s)
      松野文俊
    • Organizer
      体育会系ロボット学シンポジウム
    • Place of Presentation
      ㈱内田洋行 新川本社ユビキタス協創広場CANVAS (東京都中央区)
    • Year and Date
      20130521-20130521
    • Invited
  • [Presentation] Dynamical Analysis of Sidewinding Locomotion by a Snake-Like Robot2013

    • Author(s)
      Ryo Ariizumi, and Fumitoshi Matsuno
    • Organizer
      IEEE Int. Conf on Robotics and Automation (ICRA)
    • Place of Presentation
      Kongresszentrum Karlsrehe (Germany)
    • Year and Date
      20130507-20130509
  • [Presentation] Adaptive Neural Oscillators with Synaptic Plasticity for Locomotion Control of a Snake-Like Robot with Screw-Drive Mechanism2013

    • Author(s)
      Timo Nachstedt, Florentin Worg, Poramate Manoonpong, Ryo Ariizumi, Yuichi Ambe, and Fumitoshi Matsuno
    • Organizer
      IEEE Int. Conf on Robotics and Automation (ICRA)
    • Place of Presentation
      Kongresszentrum Karlsrehe (Germany)
    • Year and Date
      20130507-20130509

URL: 

Published: 2015-05-28  

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