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「生き生きとした構造物」を構築する群ロボットシステム

研究課題

研究課題/領域番号 17K00368
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能ロボティクス
研究機関東北学院大学

研究代表者

菅原 研  東北学院大学, 教養学部, 教授 (50313424)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード群知能ロボット / 動的安定性 / 構造物 / 適応性 / 生き生きとした / 動的安定 / 構造物構築 / 群ロボット / 適応機構 / 適応
研究成果の概要

本研究は、部材とロボットが協調することで「生き生きとした構造物」、すなわち、動的安定性を有し、合理的な形状を形成し、動的に変化する環境に適応できる性質を有する構造物、を構築する群知能ロボットシステムの開発を目的としたものである。主たる研究項目は、自己組み立てアルゴリズムの基礎の確立、簡単な適応機構の導入、外的環境との密なつながりによる合理的な形状の自己組み立てと高度な適応能力の付与、の3点である。基本的には当初の計画に基づく形で成果を得るにいたった。それに加えて、化学シグナルの導入や、物体の協調搬送への拡張など、当初の計画に含まれなかった新たな広がりにもつなげることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

群ロボットによる構造物構築では、一般に静的構造物を作ることに焦点が当てられており、「モジュールが常に入れ替わる」特性を陽に扱う事例は極めて少ない。動的安定性を有する構造物について、耐損壊性や適応性などの具体的な特性を示したことで、構造物構築に関する新しい知見を提起できたところに意義があると考える。また、知能・機能をロボットと部材に分散し、それらの協調によって目的を達するアプローチは、分子ロボティクスなど、限られた機能しか組み込めない領域において、有用な知見になることが期待できる。移動する構造物をロボットと見立て、2つの階層を有するシステムとして提案したことにも意義があると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 自己駆動力をもたない単純なロボットの集団による物体搬送2020

    • 著者名/発表者名
      菅原研、鈴木沙代
    • 雑誌名

      第32回自律分散システム・シンポジウム予稿集

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 単純な協調メカニズムを有する群ロボットの適応的な分散物収集2019

    • 著者名/発表者名
      小野晃任、菅原研
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2019 JSME Conference on Robotics and Mechatronics,

      巻: 1

    • NAID

      130007774513

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Adaptive Foraging Behavior of Swarm robots based on Simple Cooperation Mechanism2019

    • 著者名/発表者名
      Ken Sugawara, Akito Ono
    • 雑誌名

      SWARM 2019: The 3rd International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics

      巻: 1 ページ: 242-245

    • NAID

      130007774513

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ブラジルナッツ効果を応用した群ロボットによる物体搬送2019

    • 著者名/発表者名
      菅原研、木村葉月
    • 雑誌名

      第37回日本ロボット学会学術講演会予稿集

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] ロボットと材料の協調による動的安定構造物の構築2019

    • 著者名/発表者名
      菅原研
    • 雑誌名

      第37回日本ロボット学会学術講演会予稿集

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Object Transportation by Swarm Robots Based on Constraint Granular Convection2019

    • 著者名/発表者名
      Sugawara Ken
    • 雑誌名

      Distributed Autonomous Robotic Systems

      巻: 1 ページ: 329-340

    • DOI

      10.1007/978-3-030-05816-6_23

    • ISBN
      9783030058159, 9783030058166
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Casualty-based cooperation in swarm robots2018

    • 著者名/発表者名
      Sugawara Ken、Doi Yohei、Shishido Miki
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 23 号: 4 ページ: 645-650

    • DOI

      10.1007/s10015-018-0501-7

    • NAID

      130007799570

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 自己駆動力をもたない単純なロボットの集団による物体搬送2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木 沙代, 菅原 研
    • 学会等名
      2019年度 情報処理学会東北支部研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 社会性昆虫に学ぶ群ロボットシステム2019

    • 著者名/発表者名
      菅原研
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大阪大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 簡単な協調行動を有する群ロボットによる分散物収集2019

    • 著者名/発表者名
      小野 晃任, 菅原 研
    • 学会等名
      2018年度 情報処理学会東北支部研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ブラジルナッツ効果を応用した群ロボットによる物体搬送2019

    • 著者名/発表者名
      木村 葉月, 菅原 研
    • 学会等名
      2018年度 情報処理学会東北支部研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 粉体の動特性を模した群ロボットによる搬送作業2018

    • 著者名/発表者名
      菅原研
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Object Transportation by Swarm Robots Based on Constraint Granular Convection2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Sugawara
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Distributed Autonomous Robotic Systems
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 協調メカニズムを陽に有さない群ロボットによる物体搬送2018

    • 著者名/発表者名
      菅原研
    • 学会等名
      第19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
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 拘束のある単純な群ロボットの搬送作業2018

    • 著者名/発表者名
      菅原研
    • 学会等名
      第30回自律分散システム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 協調する仕組みをもたないロボット集団が示す協調行動2018

    • 著者名/発表者名
      菅原研、赤井澤英司
    • 学会等名
      第1回分子ロボティクス年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 犠牲に基づく群ロボットの協調行動:弱い相互作用の導入2017

    • 著者名/発表者名
      菅原研
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 拘束された粉体を模した群ロボットによる搬送作業2017

    • 著者名/発表者名
      菅原研
    • 学会等名
      第18回システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 社会性昆虫に学ぶ群ロボットの構造物構築2017

    • 著者名/発表者名
      菅原研
    • 学会等名
      日本ロボット学会誌
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ipc.tohoku-gakuin.ac.jp/Ksugawara/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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