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Cluster-wise Strategyで切り拓く群れの自在ナビゲーション

研究課題

研究課題/領域番号 21K14183
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
研究機関大阪大学

研究代表者

末岡 裕一郎  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (50756509)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード自律分散 / 群ロボットシステム / ヘテロ性 / 自律分散システム / 群ロボット / 異質ロボット / シープドッグシステム / ナビゲーション
研究開始時の研究の概要

本申請では,群れのナビゲーション問題を取り扱う.その際に,犬によるヒツジ群の誘導(シープドッグシステム)をヒントに,群れを1つにまとめたり,2つに分けたりを同じコントローラで実現することを目指す.具体的には,犬側が群れをどう分けたいか?という戦略に基づき,犬側が群れの誰に刺激を加えるか?を動的に切り替えるアイデアを具現化し,ロボット実機による実世界実験を通じて妥当性を検証する.

研究成果の概要

本研究では,群ロボットを目的地までナビゲートする,できるだけシンプルかつ汎用性の高い方法:Cluster-wise Strategyを提案し,有効性を検証する.具体的には,2種類のロボット(ナビゲートロボットとワーカロボット)の導入を提案し,ナビゲータロボットがワーカロボット群を間接的に目的地までナビゲートするためのワーカロボットの行動モデル,ナビゲータロボットのコントローラを提示する.シミュレーションでの検証を通じて,1つの目的地,そして2つの目的地にワーカロボット群を誘導できることを示す.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で提示しているコントローラは,ロボットの数や搭載デバイスに依存しないため,汎用性の高い群ロボットナビゲーション手法だと考えられる.そのため,ロボットに機械的な制約が多く加わる状況(例えば,月面や災害現場など)における群ナビゲーションへの応用が期待される.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Exploration of a Simple Navigation Method for Swarm Robots Pioneered by Heterogeneity2023

    • 著者名/発表者名
      Sueoka Yuichiro、Okada Mitsuki、Tsunoda Yusuke、Sugimoto Yasuhiro、Osuka Koichi
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 35 号: 4 ページ: 948-956

    • DOI

      10.20965/jrm.2023.p0948

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2023-08-20
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of Robotic Pile-Up Mechanism on Cooperative Transportation for Versatile Objects2023

    • 著者名/発表者名
      Sueoka Yuichiro、Yong Wei Jie、Takebe Naoto、Sugimoto Yasuhiro、Osuka Koichi
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 35 号: 4 ページ: 938-947

    • DOI

      10.20965/jrm.2023.p0938

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2023-08-20
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Body Stiffness Control for Using Body-Environment Interaction with a Closed-Link Deformable Mobile Robot2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Sueoka, Naoto Takebe, Yasuhiro Sugimoto, Koichi Osuka
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 35 号: 2 ページ: 362-370

    • DOI

      10.20965/jrm.2023.p0362

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2023-04-20
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 機械学習アプローチから探す群れ行動の発現機序2022

    • 著者名/発表者名
      末岡 裕一郎, 石谷 槙彦, 沖本 将崇, 杉本 靖博, 大須賀 公一
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 58 号: 2 ページ: 73-80

    • DOI

      10.9746/sicetr.58.73

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 無限定環境下での土砂運搬に向けた単一チームにおける動的協働システムの設計2023

    • 著者名/発表者名
      加藤佑基 , 末岡裕一郎 , 近藤翔太 , 大須賀公一 , 筑紫彰太 , 谷島諒丞 , 永谷圭司 , 淺間一
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 無限定環境下での複数チームの土砂協働運搬の実現に向けた交渉フローの設計2023

    • 著者名/発表者名
      近藤翔太 , 末岡裕一郎 , 加藤佑基 , 大須賀公一 , 筑紫彰太 , 谷島諒丞 , 永谷圭司 , 淺間一
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 群ロボットシステムの異常対応に向けた自律分散的救助アーキテクチャの提案と実装2023

    • 著者名/発表者名
      阪本徹太 , 末岡裕一郎 , 伊東和輝 , 杉本靖博 , 大須賀公一 , 淺間一 , 永谷圭司
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ロボットハンドを搭載した群システムによる実世界タスク実現とARマーカの可能性2023

    • 著者名/発表者名
      平野碧惟 , 末岡裕一郎 , 木村魁斗 , 杉本靖博 , 大須賀公一
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 月面における小型建機群の協働作業に向けたチームの自己組織化2023

    • 著者名/発表者名
      加藤佑基 , 木村 魁斗 , 吉田 尚弘 , 末岡 裕一郎 , 大須賀 公一 , 筑紫 彰太 , 谷島 諒丞 , 永谷 圭司 , 淺間 一
    • 学会等名
      第67回宇宙科学技術連合講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 大規模言語モデルを用いた群システムにおける想定外対応の実機検証2023

    • 著者名/発表者名
      加藤佑基 , 吉田尚弘 , 木村魁斗 , 末岡裕一郎 , 大須賀公一 , 筑紫彰太 , 谷島諒丞 , 永谷圭司 , 淺間一
    • 学会等名
      第24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
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Biological-like swarm systems designed from a non-biological approach2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Sueoka
    • 学会等名
      The Twenty-Eighth International Symposium on Artificial Life and Robotics 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数のバックホウ・ダンプトラックによる動的協働AI -自律分散的なチーム編成と新たな行動の獲得に向けた考察-2023

    • 著者名/発表者名
      末岡裕一郎, 加藤 佑基, 近藤 翔太, 吉田 尚弘, 木村 魁斗, 大須賀 公一, 筑紫 彰太, 谷島 諒丞, 村本 いづみ, 永谷 圭司, 淺間 一
    • 学会等名
      第35回自律分散システム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] A Decentralized Approach to Gentle Cooperative Human Transportation with Mobile Robots Equipped with Flexible Tactile Sensors2022

    • 著者名/発表者名
      Yi Zhang, Yuichiro Sueoka, Yusuke Tsunoda, Hisashi Ishihara, Koichi Osuka
    • 学会等名
      The 16th International Symposium on Distributed Autonomous Robotic Systems
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 要整地環境における経路確保に向けた物体の協調除去システムの設計2022

    • 著者名/発表者名
      吉田尚弘, 末岡裕一郎, 石原尚, 大須賀公一
    • 学会等名
      第23回計測自動制御学会システムインテグレーション講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型自律移動ロボット群による不整地環境下での協調搬送に向けた能動・受動ハイブリッド伸縮機構の設計2022

    • 著者名/発表者名
      木村魁斗, 末岡裕一郎, Yi Zhang, 大須賀 公一
    • 学会等名
      第23回計測自動制御学会システムインテグレーション講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 頑健な群ロボットシステムに向けたスタック協調回避行動の設計2022

    • 著者名/発表者名
      阪本徹太, 末岡裕一郎, 伊東和輝, 大須賀公一
    • 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 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 多様な対象物の協調積載・搬送に向けた群ロボット:DUCKS-Childrenの開発2022

    • 著者名/発表者名
      谷川泰亮, 末岡裕一郎, 大須賀公一
    • 学会等名
      第40回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 伸縮機構を搭載した高出力協調搬送ロボットの開発2022

    • 著者名/発表者名
      末岡裕一郎, 原田高歩, 杉本靖博, 大須賀公一
    • 学会等名
      第40回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 環境変化に臨機応変に対応する協調搬送行動のための Attention-based Neural Network の設計2022

    • 著者名/発表者名
      千田哲平, 沖本将崇, 末岡裕一郎, 大須賀公一
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的状況変化に対応する頑健性を持った群モジュラシステムへのアプローチ -クラッチ機構によるアクティブ・パッシブ搬送モード切り替えの実現-2022

    • 著者名/発表者名
      阪本徹太, 末岡裕一郎, 大須賀公一
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Proposal of minimal approach on swarm navigation with heterogeneity2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tsunoda, Mitsuki Okada, Yuichiro Sueoka, Koichi Osuka
    • 学会等名
      SWARM 2021: The 4th International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of an experimental platform to control simple swarm robots from environmental stimuli2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Sueoka, Teppei Senda, Yusuke Tsunoda, Koichi Osuka
    • 学会等名
      SWARM 2021: The 4th International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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