• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

人とロボット群の協調を実現する相互学習型分散制御システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18H01459
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分21040:制御およびシステム工学関連
研究機関東京大学 (2020)
東京工業大学 (2018-2019)

研究代表者

藤田 政之  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (90181370)

研究分担者 村尾 俊幸  金沢工業大学, 工学部, 准教授 (00447038)
畑中 健志  東京工業大学, 工学院, 准教授 (10452012)
伊吹 竜也  明治大学, 理工学部, 専任講師 (30725023)
山内 淳矢  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (60824563)
河合 宏之  金沢工業大学, 工学部, 教授 (70410298)
河合 康典  石川工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (90413765)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワード制御工学 / 人とロボット群の協調 / 協調制御 / 学習制御 / 学修制御
研究成果の概要

本申請課題では,人とロボット群の協調を実現する相互学習型分散制御システムの構築に向けて,①相互学習型分散制御アルゴリズムの開発,②3次元への拡張とダイナミクスの考慮,③マルチロボットを用いた実験システムの構築に取り組んだ.①に関しては,計画通りに制御アルゴリズムを導出し,理論的な解析を行なった.本結果は国際会議や論文誌に採択され,複数の賞を受賞した.②に関しては,移動ロボットの3次元空間内の運動およびダイナミクスを考慮した制御アルゴリズムを提案した.③に関しては,マルチロボットの制御実験システムを構築し,海外の共同研究先と連携して遠隔操作実験によるアルゴリズム検証に成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

人間と機械の協働という課題は,サイバーフィジカルシステム(Cyber-Physical Systems)に人間を陽に考慮したサイバーフィジカル & ヒューマンシステム(CPHS)として新たな学術分野を築いている.本研究は人間とロボット群の協調制御を考えており,CPHSの初期の研究として基礎構築に貢献した.また,急速に成長している機械学習分野との融合も図っており,CPHS分野の今後の一つの発展先を示した点に大きな学術的意義がある.また,CPHSは自動運転やロボットが浸透しつつある現代社会において必要不可欠な基礎技術であり,その基礎理論構築に貢献した点に本研究の社会的意義がある.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 9件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 23件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Georgia Institute of Technology/California Institute of Technology(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Technical University of Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Georgia Institute of Technology(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Georgia Institute of Technology(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 情報信頼度とエネルギー管理を考慮した視野重複を保証する持続的視覚被覆制御2021

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Junya、Gencho Takuma、Funada Riku、Hatanaka Takeshi、Fujita Masayuki
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 141 号: 3 ページ: 417-425

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.417

    • NAID

      130007993376

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2021-03-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Geometric Method of Hoverability Analysis for Multirotor UAVs with Upward Oriented Rotors2021

    • 著者名/発表者名
      S. Mochida, R. Matsuda, T. Ibuki, M. Sampei
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Robotics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization-Based Distributed Flocking Control for Multiple Rigid Bodies2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ibuki, Sean Wilson, Junya Yamauchi, Masayuki Fujita, Magnus Egerstedt
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 5 号: 2 ページ: 1891-1898

    • DOI

      10.1109/lra.2020.2969950

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Distributed Collision-Free Motion Coordination on a Sphere: A Conic Control Barrier Function Approach2020

    • 著者名/発表者名
      Ibuki Tatsuya、Wilson Sean、Ames Aaron D.、Egerstedt Magnus
    • 雑誌名

      IEEE Control Systems Letters

      巻: 4 号: 4 ページ: 976-981

    • DOI

      10.1109/lcsys.2020.2997952

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Coordination of Robot Teams Over Long Distances From Georgia Tech to Tokyo Tech and Back; An 11,000km Multi-Robot Experiment2020

    • 著者名/発表者名
      R. Funada, X. Cai, G. Notomista, M.W.S. Atman, J. Yamauchi, M. Fujita and M. Egerstedt
    • 雑誌名

      IEEE Control Systems Magazine

      巻: 40 号: 4 ページ: 53-79

    • DOI

      10.1109/mcs.2020.2990515

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ドローンの視覚情報による地上ロボットの受動性に基づく位置姿勢制御2019

    • 著者名/発表者名
      Murao Toshiyuki、Kuroda Mamoru、Kawai Hiroyuki
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 139 号: 11 ページ: 1316-1324

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.139.1316

    • NAID

      130007740601

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2019-11-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distributed Dynamic Reference Governor for Constrained Semi-Autonomous Robotic Swarms with Communication Delays and Experimental Verification2019

    • 著者名/発表者名
      FARRAS Aditya Wildan、HATANAKA Takeshi、NGUYEN Tam W.、FUNADA Riku、YAMAUCHI Junya、FUJITA Masayuki
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: 12 号: 6 ページ: 237-245

    • DOI

      10.9746/jcmsi.12.237

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 受動性に基づく3次元空間内での外乱を考慮した剛体運動同期制御2019

    • 著者名/発表者名
      山内淳矢,土井護,伊吹竜也,畑中健志,藤田政之
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 55 号: 12 ページ: 808-815

    • DOI

      10.9746/sicetr.55.808

    • NAID

      130007761138

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Motion synchronization for semi-autonomous robotic swarm with a passivity-short human operator2018

    • 著者名/発表者名
      Atman Made Widhi Surya、Hatanaka Takeshi、Qu Zhihua、Chopra Nikhil、Yamauchi Junya、Fujita Masayuki
    • 雑誌名

      International Journal of Intelligent Robotics and Applications

      巻: 2 号: 2 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1007/s41315-018-0056-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Safe Control for Euler-Lagrange Systems with Control Barrier Functions2021

    • 著者名/発表者名
      A.W. Farras and T. Hatanaka
    • 学会等名
      SICE International Symposium on Control Systems
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development and Design Optimization of 2Y Hexarotor with Robustness against Rotor Failure2020

    • 著者名/発表者名
      S. Mochida, R. Matsuda, T. Ibuki, M. Sampei
    • 学会等名
      The 21st World Congress of the International Federation of Automatic Control
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三輪型全方向移動ロボットに対する Slotine and Li の手法に基づく安定化制御2020

    • 著者名/発表者名
      小塩祐亮, 村尾俊幸, 河合宏之
    • 学会等名
      2020 年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Visual Pursuit Control with Target Motion Learning via Gaussian Process2020

    • 著者名/発表者名
      Junya Yamauchi, Thomas Beckers, Marco Omainska, Takeshi Hatanaka, Sandra Hirche and Masayuki Fujita
    • 学会等名
      59th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Iterative Learning Control for FES-Cycling With Antagonistic Biarticular Muscles2020

    • 著者名/発表者名
      M. Nagumo, H. Kawai, Y. Kushima, T. Murao, Y. Kawai, and M. Kishitani
    • 学会等名
      The 46th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tracking Control of FES Alternate Knee Bending and Stretching Trike in Consideration of Running Velocity2020

    • 著者名/発表者名
      D. Horiki, H. Kawai, Y. Kushima, T. Murao, Y. Kawai, and M. Kishitani
    • 学会等名
      The 46th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 車速を考慮した機能的電気刺激による下肢交互屈伸運動に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      堀木大地, 久島康嘉, 河合宏之, 村尾俊幸, 河合康典, 岸谷都
    • 学会等名
      第63回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Human-Robot Collaboration with Variable Autonomy via Gaussian Process2020

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hatanaka, Kosei Noda, Junya Yamauchi, Koji Sokabe, Keita Shimamoto and Masayuki Fujita
    • 学会等名
      The 3rd IFAC Workshop on Cyber-Physical & Human Systems
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bilateral Tele-Rehabilitation Control System Using Electrical Stimulation for Therapist and Patient2020

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Kawai, Hiroyuki Kawai, Takanori Miyoshi
    • 学会等名
      The 3rd IFAC Conference on Cyber-Physical & Human-Systems (CPHS2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Velocity Tracking Control of Recumbent Trike with Functional Electrical Stimulation2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Kushima, Y. Araki, H. Kawai, T. Murao, Y. Kawai, and M. Kishitani
    • 学会等名
      The 3rd IFAC Conference on Cyber-Physical & Human Systems
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Safe Cooperative Control of Human Robotic Network Teaming with Control Barrier Function2020

    • 著者名/発表者名
      A.W. Farras, J. Yamauchi, T. Hatanaka and M. Fujita
    • 学会等名
      the 2020 SICE International Symposium on Control Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガウス過程回帰による環境値学習に基づく分散適応型被覆制御2020

    • 著者名/発表者名
      平手奨二,伊吹竜也,三平満司
    • 学会等名
      第7回制御部門マルチシンポジウム予稿集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Passivity-Based Decentralized Control of Multi-Robot Systems with Delays Using Control Barrier Functions2019

    • 著者名/発表者名
      G. Notomista, X. Cai, J. Yamauchi and M. Egerstedt
    • 学会等名
      2019 International Symposium on Multi-Robot and Multi-Agent Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bilateral Tele-Rehabilitation System using Electrical Stimulation applying Modulated Time-Domain Passivity Control2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawai, K. Shibano, H. Kawai, T. Miyoshi, and M. Fujita
    • 学会等名
      the 8th IFAC Symposium on Mechatronic Systems and the 11th IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pose Control for Rigid Body Motion with an Input-to-state Safe Control Barrier Function2019

    • 著者名/発表者名
      T. Murao, H. Kawai and M. Fujita
    • 学会等名
      the 8th IFAC Symposium on Mechatronic Systems and the 11th IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチロータUAVによるサスペンド式貨物運搬制御2019

    • 著者名/発表者名
      伊吹竜也,櫻井元貴,遠藤眞覇人,三平満司
    • 学会等名
      第6回制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ガウス過程回帰による未知モデル学習に基づく全駆動ヘキサロータのロバスト制御2019

    • 著者名/発表者名
      吉岡弘人,杉森敦人,伊吹竜也,三平満司
    • 学会等名
      第6回制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Visual Coverage Control for Teams of Quadcopters via Control Barrier Functions2019

    • 著者名/発表者名
      R. Funada, M. Santos, J. Yamauchi, T. Hatanaka, M. Fujita and M. Egerstedt
    • 学会等名
      2019 International Conference on Robotics and Automation (ICRA)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Collision-free Formation Control for Quadrotor Networks Based on Distributed Quadratic Programs2019

    • 著者名/発表者名
      M. Endo, T. Ibuki, and M. Sampei
    • 学会等名
      The 2019 American Control Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Written Communication System based on Multilateral Teleoperation using Scattering Matrix with Gains2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawai and T. Miyoshi
    • 学会等名
      The 2018 IEEE International Conference on Intelligence and Safety for Robotics(ISR)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A passivity-based approach to distributed reference management for constrained semi-autonomous robotic swarms with communication delays2018

    • 著者名/発表者名
      T. Hatanaka, A. W. Farras, J. Yamauchi and M. Fujita
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bilateral Tele-Rehabilitation System for Human Lower Limb based on Scattering Matrix with New Gains2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawai, K. Honda, H. Kawai, and T. Miyoshi
    • 学会等名
      The SICE Annual Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Passivity Shortage-based Pose Synchronization in a Sampled Data Setting2018

    • 著者名/発表者名
      S. Hirate, T. Ibuki, and M. Sampei
    • 学会等名
      The SICE Annual Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Control Method for a 3DOF Bi-articular Manipulator towards Robotic Rehabilitation2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kobayashi, T. Murao, H. Kawai and R. Suzuki
    • 学会等名
      The 2018 IEEE 7th Global Conference on Consumer Electronics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Passivity-based Visual Feedback Control for an Endpoint Closed-loop System with a Movable Camera2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kuroda, T. Murao and H. Kawai
    • 学会等名
      The 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vision-navigated Bilateral Control for Master-slave Teleoperation System2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugimoto, T. Murao, Y. Kawai and H. Kawai
    • 学会等名
      The 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 車速を考慮したFESトライクシステムの構築と実験検証2018

    • 著者名/発表者名
      荒木雄大郎, 久島康嘉, 村尾俊幸, 河合康典, 河合宏之
    • 学会等名
      SICE システム・情報部門 学術講演会 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 改良型スキャッタリング変換を用いた下肢のテレリハビリテーションの制御2018

    • 著者名/発表者名
      河合康典,本多健也,河合宏之
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] On Passivity-Shortage of Human Operators for A Class of Semi-autonomous Robotic Swarms2018

    • 著者名/発表者名
      M. W. S. Atman, K. Noda, R. Funada, J. Yamauchi, T. Hatanaka and M. Fujita
    • 学会等名
      2nd IFAC Conference on Cyber-Physical & Human Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Discrete-time 3-D Attitude Synchronization Based on Passivity Shortage2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ibuki, T. Hatanaka and Z. Qu
    • 学会等名
      57th IEEE Conference on Decision and Control
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 機械学習のための関数解析入門2021

    • 著者名/発表者名
      瀬戸 道生、伊吹 竜也、畑中 健志
    • 総ページ数
      168
    • 出版者
      内田老鶴圃
    • ISBN
      9784753601714
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi