| 研究課題/領域番号 |
21K18697
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分20:機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
倉林 大輔 東京工業大学, 工学院, 教授 (00334508)
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| 研究分担者 |
服部 佑哉 呉工業高等専門学校, 電気情報工学分野, 准教授 (30709803)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 生物規範システム / 自律ロボット / 線虫 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，線虫C. elegansに着目し，これに基づいてロボット群の協調的かつ効率的な行動アルゴリズムを構築することを目的とする．線虫C. elegansは体長1mm程度の小さな生物で，神経細胞を302個しか有しないが，学習を含む適応的行動が可能であることが分かっている．本研究では，限られた計算・通信資源でいかに行動様式を変容させ，採餌・繁殖につながる効率的な動作を生成するかを生物実験とモデル検証で解明する．これにより，効率的な自律型ロボットシステムの構成方法解明に貢献する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，線虫C. elegansに着目し，これに基づいてロボット群の協調的かつ効率的な行動アルゴリズムを構築することを目的とする．線虫の化学走性行動を追跡観察可能なシステムを構築し，近傍の線虫密度と行動選択確率の関係について推定した．これに基づいて探索効率が高い集団の行動モデルを構築し，自律型移動ロボットへ実装可能なアルゴリズムを構築した．ベンチマーク関数を用いたシミュレーションにより，構築したアルゴリズムが探索効率向上に寄与していることを示した．これにより，効率的な自律型ロボットシステムの構成方法確立に貢献した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
自律移動体が近傍状況に基づく自主的動作選択で協調的行動を可能にすることは，社会の隅々まで知能機械が用いられる近未来において，省通信資源・省計算エネルギーの面で重要である．本研究では，神経細胞を302個しか有しないが学習を含む適応的行動が可能な線虫C. elegansに着目し，これに基づいてロボット群の協調的かつ効率的な行動アルゴリズムを構築した．結果として，局所的な情報にのみ基づく行動でも協調行動の効率を向上させることができた．このことは，限られた計算・通信資源で行動様式を適応的に変容させる自律型ロボットシステムの構成方法解明に貢献するものだと考える．
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