Implementation of High-Speed Transferring Mechanism of Reacting Behaviors for Biomimetic Group Robot Systems

• Project/Area Number: 18K11492
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 61050:Intelligent robotics-related
• Research Institution: Chiba Institute of Technology
• Principal Investigator: Wang Zhidong 千葉工業大学, 先進工学部, 教授 (40272017)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 自律分散制御 / マルチロボット / 自律マルチ移動ロボットシステム / 群効果 / アドバンスドドライバアシスタンスシステム / 生物模倣 / 協調制御システム / 群逃避 / センシングの異方性 / ロボットの協調運動制御 / 緊急停止 / 複数ロボット / 自律マルチ移動ロボット / 複数ロボット協調 / 複数ロボットの分散制御 / 複数ロボットの群行動 / マルチダイナミクスモードの伝搬

Outline of Final Research Achievements

In this research, we proposed a dynamics model with interactions among multiple vehicles for group emergency stopping at a multi-lane highway, by mimicking agile group escaping behaviors of fish and bird swarms. From the viewpoint of improvement in driving safety, the validity of the proposed system control methodology of group emergency stopping is illustrated via experiments using a multi-robot simulation system and an experimental system developed in this research.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、魚や鳥の生物の群れの優れた特性を模倣し、複数ロボットシステムの制御法の理論的な展開を進めた。それと同時に、応用として運転補助システムを有する車両が高速走行中の緊急停止場面で、提案した周囲の車両の状態に伴う群停止のメカニズムは、センシング遅れなど各種の不確実性が有する場合での追突の可能性の軽減に有効となるデータを示し、今後の知能的な運転補助システムの開発に寄与を期待できる。

Research Products

• [Presentation] 分散制御システムの群停止行動における群効果評価のためのシミュレーションシステムの構築 (2022)
  • Author(s): 黄 唯一、野上 匠、王 志東
  • Organizer: 日本設計工学会 2022年度春季大会研究発表講演会
• [Presentation] Analysis of Group Effect in Group Emergency Stopping Behavior of Autonomous Multi-Robot Systems with Uncertain Sensing Delay (2021)
  • Author(s): Takumi NOGAMI, and Zhidong WANG
  • Organizer: 2021 International Conference on Intelligence and Safety for Robotics
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] サブグループを有する複数自律型移動ロボットの不確実さが影響する群停止行動における群効果の検討 (2020)
  • Author(s): 野上 匠、王 志東
  • Organizer: 計測自動制御学会 第21回システムインテグレーション部門講演会（SI2020）
• [Presentation] サブグループを有する複数自律型ロボットの群逃避行動における制御の提案 (2019)
  • Author(s): 野上匠、松岡俊佑、王志東
  • Organizer: 日本ロボット学会学術講演会2019
• [Presentation] Group Behavior on Emergency Mode Transferring in Autonomous Multi-Robot Systems with Subgroups (2019)
  • Author(s): Takumi Nogami, Zhidong Wang
  • Organizer: 2019 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • Int'l Joint Research