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2015 Fiscal Year Annual Research Report

ロボティックスワームにおける集合知の進化的構成に関する研究

Research Project

Project/Area Number 25330307
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

大倉 和博  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40252788)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 保田 俊行  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60435451)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsロボティックスワーム / 群れ行動 / 進化型人工神経回路網 / 集合知
Outline of Annual Research Achievements

(1)ロボティックスワームを構成する各自律ロボットの制御器である人工神経回路網を進化的に設計するために,次のように2種類の計算機環境を設定して,それぞれに研究を推進した.(A)クラウドコンピューティング環境:オープンソースの物理エンジンが使用可能なため,物体とロボットまたはロボットどうしの衝突判定を大量に含む課題を取り扱うことができるので,協調採餌問題や追跡問題のような自律タスク割り当て問題を含んだような高度に協調分散的な群れ行動生成を試みた.(B)GPUコンピューティング環境では,計算アルゴリズムに条件分岐の少ないように衝突判定が不必要な掃除問題など取り扱い,GPUへの効果的実装を検討した.(2)集合知の解析・評価方式の開発では,スワームロボティクス分野において,この未踏な領域へ最初の一歩を踏み入れてきたが,さらにこれを前進させることができた.特に,サブグループの同定や推移の取り扱い手法に一定の指針を出すことができた.(3)実機ロボットに搭載していたミニPCの性能が4倍となったアップデート版が入手可能になったので,これを導入して各ロボットの動作サイクルタイムを高速化して,より滑らかなロボティックスワームの群れ行動が生成できるようにした.また,進化ロボティクスのサセックス・アプローチを採用し,計算機シミュレーションで現れる群れ行動を実機ロボティクスワームで再現する実験を行い,集合知の進化的構成法の基礎を確立できた.

  • Research Products

    (23 results)

All 2016 2015

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Robust Swarm Robotics System using CMA-Neuroes with Incremental Evolution2015

    • Author(s)
      Tian Yu, Toshiyuki Yasuda,Yoshiyuki Matsumura, Masanori Goka, and Kazuhiro Ohkura
    • Journal Title

      International Journal of Engineering Research and Technology

      Volume: 4 Pages: 217--226

    • DOI

      10.17577/IJERTV4IS110303

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 適応DEにおける確率的なパラメータ調整法とその評価2015

    • Author(s)
      門田真樹, 保田俊行, 松村嘉之, 大倉和博
    • Journal Title

      電気学会 電子・情報・システム部門誌(論文誌C)

      Volume: 135 Pages: 1142--1148

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.135.1142

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Improved Hybrid Artificial Bee Colony Algorithm for Solving Real Parameter Optimization Problems2015

    • Author(s)
      Hai Shan, Toshiyuki Yasuda, and Kazuhiro Ohkura
    • Journal Title

      International Journal of Engineering Research and Technology

      Volume: 4 Pages: 628-635

    • DOI

      10.17577/IJERTV4IS050724

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Self Adaptive Hybrid Enhanced Artificial Bee Colony Algorithm for Continuous Optimization Problems2015

    • Author(s)
      Hai Shan, Toshiyuki Yasuda, and Kazuhiro Ohkura
    • Journal Title

      BioSystems

      Volume: 132-133 Pages: 43--53

    • DOI

      10.1016/j.biosystems.2015.05.002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generating Flocking Behavior of a Real Robotic Swarm that Travels between Two Landmarks2015

    • Author(s)
      Toshiyuki Yasuda, Shigehito Nakatani, Akitoshi Adachi, Kazuhiro Ohkura
    • Journal Title

      Proceedings of the First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics

      Volume: なし Pages: 239--242

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Parallel Computing Implementation of Evolutionary Swarm Robotics Approach2015

    • Author(s)
      Yufei Wei, Tatsuya Morikawa, Toshiyuki Yasuda, Kazuhiro Ohkura, Yoshiyuki Matsumura and Masaharu Munetomo
    • Journal Title

      Proceedings of the First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics

      Volume: なし Pages: 235--238

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Understanding Autonomous Task Allocation by Clustering a Swarm Robotics System2015

    • Author(s)
      Yu Tian, Ohkura Kazuhiro, Yasuda Toshiyuki
    • Journal Title

      Proceedings of the First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics

      Volume: なし Pages: 192--193

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Predator-Prey Artificial World That Yields Swarm Behavior2015

    • Author(s)
      Masaki Kadota, Toshiyuki Yasuda, Yoshiyuki Matsumura, Kazuhiro Ohkura
    • Journal Title

      Proceedings of the First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics

      Volume: なし Pages: 190--191

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A duration based behavior analyze approach for swarm robotics system2015

    • Author(s)
      Tian Yu, Toshiyuki Yasuda and Kazuhiro Ohkura
    • Journal Title

      Proceedings of SICE Annual Conference 2015

      Volume: なし Pages: 276--281

    • DOI

      10.1109/SICE.2015.7285527

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Evolutionary Approach to Sudoku Puzzles with Filtered Mutations2015

    • Author(s)
      Zhiwen Wang, Toshiyuki Yasuda and Kazuhiro Ohkura
    • Journal Title

      Proceedings of 2015 IEEE Congress on Evolutionary Computation

      Volume: なし Pages: 1732--1737

    • DOI

      10.1109/CEC.2015.7257096

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Deep Reinforcement Learning によるロボティックスワームの集合行動の獲得2016

    • Author(s)
      中島潤樹, 安保雅基, 保田俊行, 大倉和博
    • Organizer
      第28回自律分散システムシンポジウム
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2016-01-21 – 2106-01-22
  • [Presentation] Predator-prey シミュレーションにおける群れ行動と生存性に関する一考察2016

    • Author(s)
      門田真樹, 保田俊行, 松村嘉之, 大倉和博
    • Organizer
      第28回自律分散システムシンポジウム
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2016-01-21 – 2016-01-22
  • [Presentation] ロボティックスワームの群れ行動における入出力構成の設計に関する一考察2015

    • Author(s)
      安達明俊, 保田俊行, 大倉和博
    • Organizer
      第16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
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-12-14 – 2015-12-16
  • [Presentation] クラウドコンピューティングを用いた進化型ロボティックスワームの群れ行動生成2015

    • Author(s)
      森川達矢, 保田俊行, 大倉和博, 松村嘉之, 棟朝雅晴
    • Organizer
      第16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
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-12-14 – 2015-12-16
  • [Presentation] 実機ロボティックスワームの群れ行動に入出力構成が及ぼす影響2015

    • Author(s)
      安保雅基, 保田俊行, 大倉和博
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会2015
    • Place of Presentation
      函館アリーナ
    • Year and Date
      2015-11-18 – 2015-11-20
  • [Presentation] 16x16数独のためのGAの一拡張法2015

    • Author(s)
      萩森格, 門田真樹, 保田俊行, 大倉和博, 松村嘉之
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会2015
    • Place of Presentation
      函館アリーナ
    • Year and Date
      2015-11-18 – 2015-11-20
  • [Presentation] ロボティックスワームにおける適応的機能創発過程の解析2015

    • Author(s)
      内倉慶介, 保田俊行, 大倉和博
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会2015
    • Place of Presentation
      函館アリーナ
    • Year and Date
      2015-11-18 – 2015-11-20
  • [Presentation] 群れ行動を創発するPredator-preyシミュレーション2015

    • Author(s)
      門田真樹, 保田俊行, 大倉和博, 松村嘉之
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会2015
    • Place of Presentation
      函館アリーナ
    • Year and Date
      2015-11-18 – 2015-11-20
  • [Presentation] スワームロボティックシステムにおける適応的機能創発過程の解析2015

    • Author(s)
      内倉慶介, 保田俊行, 大倉和博
    • Organizer
      2015 IEEE SMC Hiroshima Chapter 若手研究会
    • Place of Presentation
      広島市立大学
    • Year and Date
      2015-07-18 – 2015-07-18
  • [Presentation] GPUを用いたGAによる数独の並列高速解法2015

    • Author(s)
      萩森格, 王志文, 門田真樹, 保田俊行, 大倉和博
    • Organizer
      第59回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      中央電気倶楽部(大阪)
    • Year and Date
      2015-05-20 – 2015-05-22
  • [Presentation] DEによるDeep Neural Networkの学習 ―GPUへの実装2015

    • Author(s)
      中島潤樹, 門田真樹, 保田俊行, 大倉和博
    • Organizer
      第59回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      中央電気倶楽部(大阪)
    • Year and Date
      2015-05-20 – 2015-05-22
  • [Presentation] 実機ロボティックスワームの二点間往復タスクにおける群れ行動生成2015

    • Author(s)
      中谷繁仁, 安達明俊, 安保雅基, 保田俊行, 大倉和博
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      京都市勧業館
    • Year and Date
      2015-05-17 – 2015-05-19
  • [Presentation] 実機ロボティックスワームの群れ行動生成における入出力構成の及ぼす影響2015

    • Author(s)
      安保雅基, 安達明俊, 中谷繁仁,保田俊行, 大倉和博
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      京都市勧業館
    • Year and Date
      2015-05-17 – 2015-05-19

URL: 

Published: 2017-01-06  

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