| 研究課題/領域番号 |
22K04163
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
小林 孝一 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (50452115)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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)
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| キーワード | サイバーフィジカルシステム / イベントベースト制御 / 車群制御 / ブロックチェーン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電力システムや交通システムに代表される，物理システムと情報システムが相互結合したシステムはサイバーフィジカルシステムと呼ばれている．通信負荷や消費電力の軽減に向けて，必要なときだけ計測値の収集や制御入力の更新を行うイベントベースト制御の開発が重要である．本研究では，イベントベースト制御の理論構築，セキュアな実装方法の開発，および車群制御への応用に取り組む．以上の取り組みにより，Society 5.0の実現に向けた基盤を確立する．
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| 研究実績の概要 |
サイバーフィジカルシステム（CPS）とは，物理システムと情報システムが相互結合したシステムである．電力，医療，農業，モビリティなど多くの分野に応用されている．CPSの代表的な制御手法として，イベントベースト制御が知られている．イベントベースト制御とは，必要なときだけ計測値の収集や制御入力の更新を行う手法である．本研究では，CPSに対するセキュアなイベントベースト制御手法の確立を目的としている．セキュアなシステム構築に向けて，ブロックチェーンの活用を目指している．また，応用として車群制御に取り組むことも目的となっている．
まず，分散エネルギー管理システムの分散最適化にブロックチェーンを適用した．ここで考える分散エネルギー管理システムは，ビルや工場をエージェントとしたマルチエージェントシステムであり，電気自動車などもエージェントとして組み込むことが可能である．計算機実験により，実用的な計算時間で処理可能であることを明らかにしました．
次に，簡単な問題設定で，ピニング合意制御に基づく車群制御に取り組んだ．交差点付近で制御則を切り替えることで，交差点で止まることなく車群が交差することを可能にした．また，制御則を切り替えるタイミングも考察した．
最後に，イベント駆動制御に関しては，出力フィードバックによる動的な制御器の設計法を確立した．制御器は凸計画問題（線形行列不等式を制約条件として最適化問題）を解くことで容易に求めることができる．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
イベント駆動制御においては制御器とイベント駆動条件の設計が重要である．今年度の成果は制御器の設計のみとなっているが，イベント駆動条件の設計を考える際にも有益な結果となっている．また，ブロックチェーンの活用や車群制御に関しては，来年度以降につがなる成果が得られている．
以上から，本研究はおおむね順調に進展していると判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
最新の研究動向を調査するために国際会議や国内研究会に積極的に参加していく．また，Zoomなどのオンラインツールを活用して，国内外問わず関連研究者と議論する場を多く持つこととする．
また，関連書籍や数値実験用の計算機の充実を目指し，効率的に研究を推進する体制を整備していく．
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