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ディザリングを用いた分散協調システムのフォールトトレラント制御

研究課題

研究課題/領域番号 19K15011
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21040:制御およびシステム工学関連
研究機関岐阜大学

研究代表者

森田 亮介  岐阜大学, 工学部, 助教 (00713801)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードディザリング / 量子化制御 / マルチエージェントシステム / ネットワーク化システム / ネットワークドシステム / 分散協調システム / フォールトトレラント制御
研究開始時の研究の概要

複数のサブシステムがネットワークを構成するマルチエージェントシステムの制御に対し,本来の信号に意図的にノイズのような信号を付加するディザリング技術を用いることで,システムを構成要素が互いに異常を監視・検出するための理論の構築を行なう.また,異常発生下においても,そのことが判別でき,かつ,安全にシステムを稼働し続けられるための制御方法について考える.さらに,マルチロボットによる実機実験を行ない,様々なシナリオの下で,構築したシステム設計理論,制御方法について正しく運用できるかを検証する.

研究成果の概要

マルチエージェントシステムにおいて,ディザ信号と呼ばれる意図的に付加される雑音を識別キーとして利用した方法について解析を行い,識別キーを持たない不正なエージェントが混入している場合を判別可能であることを示した.エージェント間の通信に関しては,周波数変調と量子化を組み合わせることで,複数の制御信号が混合・圧縮された中から所望の信号を取り出し制御可能となることを示した.また,ディザ信号の生成法について,モデル情報を用いて未来の量子化の影響を予測し,制御性能が向上することを示した.さらに,クアッドコプターを用いた実験を行い,故障の原因となる衝突を回避するためのアルゴリズムの構築を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の結果は,今後の普及が見込まれている,複数の小型デバイスがネットワークを形成して作られるIoTシステムに対して用いられる技術への貢献が期待される.本研究の結果をベースとして,不正なデバイスが仕掛けられた場合や,デバイスの故障の検知への応用が期待できる.デバイス間の通信の情報量の削減にも応用可能であり,通信方法そのものの新たな創出も期待できる.また,周波数変調を量子化制御と組み合わせた点については,アナログ通信の時代の古い技術を再注目させる点で重要な成果であり,社会的のみならず,学術的にも今後新たな視点が生まれることが期待できる.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] 画像認識を用いた飛来物の軌道予測によるドローンの回避制御2022

    • 著者名/発表者名
      加藤祐一,森田亮介,伊藤聡
    • 学会等名
      第9回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Study on Combination of Quantization and Frequency Modulation2021

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Morita
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子化制御のための最適ディザリングへ向けた理論的考察2021

    • 著者名/発表者名
      森田亮介
    • 学会等名
      第64回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Quantized Consensus with Subtractive Dither2020

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Morita, Fuya Horie, Satoshi Ito
    • 学会等名
      The 21st IFAC World Congress
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 周波数変調による複数システムの選択的フィードバック制御2020

    • 著者名/発表者名
      秋田裕介, 森田亮介, 伊藤聡
    • 学会等名
      第8回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値最適化に基づくランダムディザ量子化制御の考察2020

    • 著者名/発表者名
      森田亮介
    • 学会等名
      第8回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Detection of Irregular Agents for Consensus Problem by Random Dither Quantization2019

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Morita, Fuya Horie, Satoshi Ito
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチエージェントシステムにおける量子化誤差による合意値への影響2019

    • 著者名/発表者名
      堀江風哉, 森田亮介, 伊藤聡
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ブルーノイズを用いたディザ量子化制御に関する考察2019

    • 著者名/発表者名
      森田亮介
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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