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飛翔体と地上ロボットの群制御を用いた多次元情報収集システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23360382
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関東海大学

研究代表者

稲田 喜信  東海大学, 工学部, 教授 (60302791)

研究分担者 高信 英明  工学院大学, 工学部, 准教授 (40308177)
高木 力  近畿大学, 農学部, 教授 (80319657)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2013年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2012年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2011年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワード群制御 / 局所相互作用制御 / 相互作用領域 / 小型飛翔体 / 地上移動型ロボット / 飛行船 / 魚群 / 移動エネルギの低減 / 固定翼機 / 回転翼機 / 移動コスト / 機体間通信 / GPS / 超音波センサ / マルチコプター / 全方位移動機構 / 形状制御 / 外乱モデル / 安定性 / エネルギー消費 / 群ロボット / フィードバック / 誘導成功率 / 地上ロボット群 / 連携制御 / 魚群運動 / 3次元解析
研究概要

小型の飛翔体や地上移動型ロボットを用いた情報収集をより高機能にすることを目的として多数の機体を連携させる群制御の研究を行った。自然界における鳥や魚の群運動を参考にして、接近、反発、平行移動の3つの制御を組み合わせた群制御モデルを作成し、これを用いて地上移動型ロボットや各種飛翔体を用いた群制御を試みた。その結果、これらのハードウェア上で3つの制御の全て、あるいは一部が正しく機能することを確認し、飛行船と地上移動ロボットという異種の機体間での連携制御にも成功した。また、魚群行動を分析して個体の成長段階に応じた群形成パラメータの変化を確認し、群移動時のエネルギ消費を低減できる個体配置を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (27件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] 魚や鳥の群行動に学ぶ分散型センサーネットワーク2014

    • 著者名/発表者名
      稲田喜信, 高信英明
    • 雑誌名

      日本機械学会誌

      巻: 117 ページ: 26-29

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Energy-saving Effect of Fish Schooling in the Japanese Mackerel, Scomber japonicas2013

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Takagi, Shizuka Ito, Shinsuke Torisawa, Yoshinobu Inada
    • 雑誌名

      Mathematical and Physical Fisheries Science

      巻: 10 ページ: 2-13

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy-saving Effect of Fish Schooling in the Japanese Mackerel, Scomber japonicus2013

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Takagi, Shizuka Ito, Shinsuke Torisawa, Yoshinobu Inada
    • 雑誌名

      Mathematical and Physical Fisheries Science

      巻: 10 ページ: 2-13

    • NAID

      40019644662

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生物型群制御を用いた飛翔体の編隊飛行制御2011

    • 著者名/発表者名
      稲田喜信
    • 雑誌名

      設計工学

      巻: 46 ページ: 7-15

    • NAID

      10029738049

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 生物型群制御を用いた飛翔体の編隊飛行制御2011

    • 著者名/発表者名
      稲田 喜信
    • 雑誌名

      設計工学

      巻: 46

    • NAID

      10029738049

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 魚群遊泳の流体力学的機能性2014

    • 著者名/発表者名
      高木 力,伊藤静香,鳥澤真介,稲田善信
    • 学会等名
      平成26年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      北海道大学水産学部
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マサバ魚群の遊泳時の総移動コストと群内情報伝播2014

    • 著者名/発表者名
      鳥澤真介,伊藤静香,松田友博,堀井稜平,高木 力,稲田喜信
    • 学会等名
      平成26年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      北海道大学水産学部
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Stability Analysis of Formation Shape Control Based on the Local Interaction among Air Vehicles2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Inada, R. Takahashi
    • 学会等名
      The 2013 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology (APISAT2013)
    • 発表場所
      高松市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Function of fish schooling from the perspective of saving kinetic energy2013

    • 著者名/発表者名
      T. Takagi, S. Ito, T. Takagi, S. Torisawa, Y. Inada
    • 学会等名
      Annual Main Meeting of the Society for Experimental Biology (SEB Meeting Valencia 2013)
    • 発表場所
      Valencia, Spain
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Stability Analysis of Formation Shape Control Based on the Local Interaction among Air Vehicles2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Inada, Ryosuke Takahashi
    • 学会等名
      The 2013 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology (APISAT2013)
    • 発表場所
      サンポートホール高松
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Function of Fish Schooling from the Perspective of Saving Kinetic Energy2013

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Takagi, Shizuka Ito, Takuo Takami, Shinsuke Torisawa and Yoshinobu Inada
    • 学会等名
      Annual Main Meeting of the Society for Experimental Biology (SEB Meeting Valencia 2013)
    • 発表場所
      Valencia, Spain
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 小型飛翔体の群制御におけるGPSと方位センサを用いた局所相互作用制御2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木記章,稲田喜信
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会 第51回飛行機シンポジウム
    • 発表場所
      サンポートホール高松
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 局所相互作用を用いた小型無人航空機の群制御設計2013

    • 著者名/発表者名
      濱崎優輔,稲田喜信
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会 第51回飛行機シンポジウム
    • 発表場所
      サンポートホール高松
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 群知能ロボットの研究2013

    • 著者名/発表者名
      清水雄太,髙信英明,鈴木健司,三浦宏文,稲田喜信
    • 学会等名
      第31回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 群知能ロボットの研究-全方向移動機能による群制御-2013

    • 著者名/発表者名
      清水雄太,髙信英明,鈴木健司,三浦宏文,稲田喜信
    • 学会等名
      第19回日本IFToMM会議シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 魚群内の個体の相対位置と遊泳時のエネルギー2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤静香・高木 力・鳥澤眞介・稲田喜信
    • 学会等名
      日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大学,東京,日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Stability Analysis of Mill Formation in an Organisms Swarm2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Inada, H. Uriu
    • 学会等名
      Annual Main Meeting of the Society for Experimental Biology (SEB Meeting Salzburg 2012)
    • 発表場所
      Salzburg, Austria
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 飛翔体の群制御シミュレーションと実機への応用の試み2012

    • 著者名/発表者名
      稲田喜信, 高橋良輔, 鈴木記章, 濱崎優輔, 高信英明
    • 学会等名
      第50回飛行機シンポジウム
    • 発表場所
      新潟市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 群知能ロボットの研究-飛行船と地上移動ロボットを用いた3D 群行動2012

    • 著者名/発表者名
      高信英明, 飯田真澄, 鈴木健司, 三浦宏文, 稲田喜信
    • 学会等名
      第50回飛行機シンポジウム
    • 発表場所
      新潟市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 魚群内の個体の相対位置と遊泳時のエネルギー2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤静香・高木 力・鳥澤眞介・稲田喜信
    • 学会等名
      日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京都
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Gust Response Analysis in the Flight Formation of Unmanned Air Vehicles2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Inada, Kyohei Ohta, Hideaki Tananobu
    • 学会等名
      The 28th International Congress of the Aeronautical Sciences (ICAS 2012)
    • 発表場所
      Brisbane Convention & Exhibition Center, Brisbane, Australia
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Formation Shape Control of Unmanned Air Vehicles2012

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Takahashi, Yoshinobu Inada
    • 学会等名
      The 28th International Congress of the Aeronautical Sciences (ICAS 2012)
    • 発表場所
      Brisbane Convention & Exhibition Center, Brisbane, Australia
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Stability Analysis of Mill Formation in an Organisms Swarm2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Inada, Hikaru Uriu
    • 学会等名
      Annual Main Meeting of the Society for Experimental Biology (SEB Meeting Salzburg 2012)
    • 発表場所
      Salzburg Congress, Salzburg, Austria
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 飛翔体の群制御シミュレーションと実機への応用の試み2012

    • 著者名/発表者名
      稲田喜信,高橋良輔,鈴木記章,濱崎優輔,髙信英明
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会 第50回飛行機シンポジウム
    • 発表場所
      朱鷺メッセ,新潟,日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 群知能ロボットの研究-飛行船と地上移動ロボットを用いた3D群行動-2012

    • 著者名/発表者名
      髙信英明,飯田真澄,鈴木健司,三浦宏文,稲田喜信
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会 第50回飛行機シンポジウム
    • 発表場所
      朱鷺メッセ,新潟,日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Guidance Success Rate in the Migration of Flying Swarm2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Inada, Y. Morimoto
    • 学会等名
      Annual Main Meeting of the Society for Experimental Biology (SEB Meeting Glasgow 2011)
    • 発表場所
      Glasgow, UK
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] フィードバック制御を用いた飛翔体の群形状制御について2011

    • 著者名/発表者名
      高橋良輔, 稲田喜信
    • 学会等名
      第49回飛行機シンポジウム
    • 発表場所
      金沢市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 群知能ロボットの研究2011

    • 著者名/発表者名
      飯田真澄, 高信英明, 鈴木健司, 三浦宏文, 大塚尚丸, 稲田喜信
    • 学会等名
      第29回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      東京都
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Gust Response Analysis in the Flight Formation of Unmanned Air Vehicles2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Inada, K. Ohta, H. Tananobu
    • 学会等名
      The 28th International Congress of the Aeronautical Sciences (ICAS 2012)
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Formation Shape Control of Unmanned Air Vehicles2011

    • 著者名/発表者名
      R. Takahashi, Y. Inada
    • 学会等名
      The 28th International Congress of the Aeronautical Sciences (ICAS 2012)
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] フィードバック制御を用いた飛翔体の群形状制御について

    • 著者名/発表者名
      髙橋良輔,稲田喜信
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会 第49回飛行機シンポジウム
    • 発表場所
      金沢歌劇座
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 群知能ロボットの研究

    • 著者名/発表者名
      飯田真澄,髙信英明,鈴木健司,三浦宏文,大塚尚丸,稲田喜信
    • 学会等名
      日本ロボット学会 第29回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      芝浦工業大学
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] とよたエコフルタウン

    • URL

      http://toyota-ecofultown.com/

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ea.u-tokai.ac.jp/inada/Biomimetics.html

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://t.mech.kogakuin.ac.jp/gunchi.html

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] http://www.ea.u-tokai.ac.jp/inada/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] http://t.mech.kogakuin.ac.jp/gunchi.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2025-11-18  

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