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ロボティックスワームの群れ行動解析に基づく運用支援システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K14627
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関富山大学

研究代表者

保田 俊行  富山大学, 学術研究部工学系, 准教授 (60435451)

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)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードスワームロボティクス / 群れ行動 / 進化ロボティクス / 行動学習 / ヒューマンスワームインタラクション / 群れ行動生成 / 群れ行動解析 / 知能ロボティックス / 計算知能
研究成果の概要

社会性昆虫などの生物の集団に見られる群知能の応用に関する研究領域はスワームロボティクスと呼ばれる.全体を統括する機構を持たず冗長な台数で構成されるロボットの集団による創発的な協調問題解決を狙っており,システム全体としての頑健性・柔軟性・拡張性が期待される.本研究では,ロボティックスワームの適応的行動生成法,および群れ挙動解析法について探求した.具体的には,(i) ロボットに搭載する制御器の複雑性と群れとしてのタスク遂行能力の関係性の検証, (ii)ロボットの単純さを人間が介入するヒューマンスワームインタラクションシステムを構築,(iii) ミニマリストアプローチに基づく実機実験を実施した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

スワームロボティクスにおける群れの振る舞いを発現させる手法の主流は,タスクに必要であろう部分的な行動を事前に組み込む形式である.このようなアプローチでは,適用するタスクごとの設計が必要であり高難度なものの取り扱いが困難である.本研究での成果は,状況に応じた行動生成・調整をロボット群が自動的に行うものであり,不確実で変動する環境における持続可能な適応的システムのための方法論として期待される.工学的・社会的観点では,災害現場での活動,巨大インフラの点検,環境保全など幅広い応用につながる研究といえる.

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

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Sharing Experience for Behavior Generation of Real Swarm Robot Systems Using Deep Reinforcement Learning2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Toshiyuki、Ohkura Kazuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 31 号: 4 ページ: 520-525

    • DOI

      10.20965/jrm.2019.p0520

    • NAID

      130007691495

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2019-08-20
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolutionary Acquisition of Autonomous Specialization in a Path-Formation Task of a Robotic Swarm2018

    • 著者名/発表者名
      Hiraga Motoaki、Yasuda Toshiyuki、Ohkura Kazuhiro、Graduate School of Engineering, Hiroshima University 1-4-1 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima, Hiroshima 739-8527, Japan、Graduate School of Science and Engineering, University of Toyama 3190 Gofuku, Toyama 930-8555, Japan
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      巻: 22 号: 5 ページ: 621-628

    • DOI

      10.20965/jaciii.2018.p0621

    • NAID

      130007485250

    • ISSN
      1343-0130, 1883-8014
    • 年月日
      2018-09-20
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] マルチロボットシステムのための状態空間表現を適応的に切替える強化学習2018

    • 著者名/発表者名
      山田和明, 保田俊行, 大倉和博
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 84 号: 862 ページ: 17-00288-17-00288

    • DOI

      10.1299/transjsme.17-00288

    • NAID

      130007410747

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolving autonomous specialization in congested path formation task of robotic swarms2018

    • 著者名/発表者名
      Hiraga Motoaki、Wei Yufei、Yasuda Toshiyuki、Ohkura Kazuhiro
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 23 号: 4 ページ: 547-554

    • DOI

      10.1007/s10015-018-0483-5

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generating and analyzing hierarchical interaction in a flock of robotic swarms2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Toshiyuki、Ohkura Kazuhiro
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 23 号: 4 ページ: 481-488

    • DOI

      10.1007/s10015-018-0485-3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 機能制約の大きい状況以下における群ロボットの協調搬送行動の生成2020

    • 著者名/発表者名
      下平新,太田俊介,保田俊行,神代充
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第57期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いたセファロ分析のための計測点検出手法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      鮒岡弘樹,太田俊介,保田俊行,神代充
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第57期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] On the scalability of evolutionary swarm robotic systems from the viewpoint of the individual simplicity2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Yasuda, Mitsuru Jindai, and Shunsuke Ota
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How Robot Specifications Affect Cooperative Behavior Generation Process in Evolutionary Robotic Swarms2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Yasuda, Shunsuke Ota and Mitsuru Jindai
    • 学会等名
      14th International Conference on Industrial Management
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Leading a Swarm of Mobile Robots via a Locally Informed Teleoperated Robot2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Yasuda, Shunsuke Ota and Mitsuru Jindai
    • 学会等名
      22nd Asia Pacific Symposium on Intelligent and Evolutionary Systems
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Collective Behavior Acquisition of Real Robotic Swarms using Deep Reinforcement Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Yasuda and Kazuhiro Ohkura
    • 学会等名
      Second IEEE International Conference on Robotic Computing
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ロボットの群れの挙動形成のための進化・学習アプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      保田俊行
    • 学会等名
      電気学会 電子・情報・システム部門(C部門) 制御研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evolutionary Acquisition of Congestion Management of a Robotic Swarm in a Path Formation Task2017

    • 著者名/発表者名
      Motoaki Hiraga, Toshiyuki Yasuda and Kazuhiro Ohkura
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hierarchical Interaction Based Flocking in Swarm Robotic Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Yasuda and Kazuhiro Ohkura
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Collective Cognition: A Case Study of Evolutionary Swarm Robotics in the Collective Foraging Problem with Poison2017

    • 著者名/発表者名
      Yufei Wei, Toshiyuki Yasuda and Kazuhiro Ohkura
    • 学会等名
      2017 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 富山大学 保田俊行

    • URL

      http://www3.u-toyama.ac.jp/yasuda/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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